一种增强诱导等离激元圆二色性的方法技术

本发明专利技术提供一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，所述方法为：在核壳复合金属纳米颗粒的合成过程中，加入手性含巯基化合物和非手性含巯基化合物。所述方法利用界面调控构筑“i‑PCD热结”的方法来增强离散等离激元纳米颗粒i‑PCD，显著放大了诱导的PCD信号。

【技术实现步骤摘要】
一种增强诱导等离激元圆二色性的方法
本专利技术属于等离激元手性纳米颗粒
，具体涉及一种增强诱导等离激元圆二色性的方法。
技术介绍
等离激元圆二色性(Plasmoniccirculardichroism,PCD)是指在等离激元纳米颗粒的局域表面等离激元共振吸收(localizedsurfaceplasmonresonance，LSPR)处产生的一种新型的圆二色信号。目前等离激元圆二色性来源主要有两类；结构等离激元圆二色性和诱导等离激元圆二色性。结构等离激元圆二色性是通过形成等离激元纳米颗粒的手性组装结构来实现。结构PCD通常利用手性模板将纳米颗粒组装成为手性结构并可借助纳米粒子间的强等离激元耦合实现进一步增强。但组装体存在分散稳定性差的问题，易从溶液中沉降出来。诱导等离激元圆二色性(i-PCD)则是通过手性分子和非手性等离激元纳米颗粒之间的激子-等离激元库伦相互作用来实现手性传递和PCD增强。通常是将手性分子与金属纳米粒子形成杂化结构，在金属表面局域等离激元共振峰处诱导出PCD信号。一般而言，这种相互作用较弱，因而得到的i-PCD响应都较弱。例如，将谷胱甘肽分子吸附在45纳米边长的银纳米立方体表面，得到的最大的i-PCD值小于2mdeg(diGregorio,M.C.,etal.,ChiropticalStudyofPlasmon-MoleculeInteraction:TheCaseofInteractionofGlutathionewithSilverNanocubes.J.Phy.Chem.C2015,119(30):17111-17116.)。同样，将手性多肽分子吸附在同样尺寸的银纳米立方体表面，在多极等离激元共振峰处诱导出的i-PCD值也小于5mdeg(Levi-Belenkova,T.,etal.,Orientation-SensitivePeptide-InducedPlasmonicCircularDichroisminSilverNanocubes.J.Phy.Chem.C2016，120(23):12751-12756.)。Bao等将手性分子Cys吸附在金核银壳纳米长方体上，尽管在银的带间跃迁区域(小于300纳米)测到了15mdeg左右的CD值，但未测到i-PCD信号(Bao,Z.Y.,etal.,InterbandAbsorptionEnhancedOpticalActivityinDiscreteAu@AgCore-ShellNanocuboids:ProbingExtendedHelicalConformationofChemisorbedCysteineMolecules.Angew.Chem.Int.Ed.2017,56(5):1283-1288.)。因此,到目前为止，有效放大i-PCD的方法还是很缺乏的。理论模拟表明，利用局域电磁场增强效应可增强诱导PCD。如将手性分子置于纳米颗粒聚集体形成的“热结”中来实现诱导PCD的放大。但纳米颗粒聚集体的结构通常较难控制，导致PCD信号波动较大，重复性较差。离散纳米颗粒通过构建“i-PCD热结”进行电磁场放大是实现诱导PCD增强更为理想的方式。但如何构建“i-PCD热结”还缺乏行之有效的方法。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，所述方法利用界面调控构筑“i-PCD热结”的方法来增强离散等离激元纳米颗粒i-PCD，显著放大了了诱导的PCD信号。为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，所述方法为：在核壳复合金属纳米颗粒的合成过程中，加入手性含巯基化合物和非手性含巯基化合物。作为本专利技术优选的技术方案，所述核壳复合金属纳米颗粒的核层为金，壳层为金或金银合金。作为本专利技术优选的技术方案，所述手性含巯基化合物为半胱氨酸。优选地，所述非手性含巯基化合物同时含有芳香基团和巯基。优选地，所述非手性含巯基化合物包括4-对氨基苯硫酚。在本专利技术中，所述方法不需形成聚集体纳米结构实现PCD信号增强，在离散的等离激元纳米结构的再生长过程中通过含巯基官能团的小分子的协同作用，就可得到增强的等离激元PCD信号。所述方法操作步骤简单，制得的金核金壳、金核金银合金壳纳米结构均一分散；而且本专利技术的方法重复性高，反应条件温和，并且所用试剂廉价无毒。本专利技术中“i-PCD热结”指手性分子与非手性分子在纳米颗粒的壳层内部的协同作用导致的局部电磁场增强。作为本专利技术优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：(1)将金纳米棒颗粒、表面活性剂、手性含巯基化合物以及非手性含巯基化合物的混合溶液进行孵化；(2)在步骤(1)孵化后的混合溶液中加入银源和金源以及还原剂，金或金和银在金纳米棒颗粒表面再生长。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述手性含巯基化合物的浓度为15～50μM，如15μM、20μM、23μM、25μM、30μM、35μM、40μM、45μM或50μM等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为10～30μM，进一步优选为25μM。优选地，所述步骤(1)所述非手性含巯基化合物的浓度为5～40μM，如5μM、10μM、15μM、20μM、25μM、30μM、35μM或40μM等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为10～30μM，进一步优选为20μM。在本专利技术中，所述的非手性含巯基化合物4-对氨基苯硫酚的浓度会影响PCD信号的增强效果。固定半胱氨酸的浓度在25μM时，当4-对氨基苯硫酚的浓度在5～30μM时，PCD信号会随着4-对氨基苯硫酚的浓度增加而增加；当4-对氨基苯硫酚的浓度大于30μM时，PCD信号会随着4-对氨基苯硫酚的浓度增加而下降。作为本专利技术优选的技术方案，步骤(1)所述金纳米棒颗粒为十六烷基三甲基溴化铵稳定的金纳米棒。优选地，步骤(1)所述金纳米棒颗粒原子的浓度为0.02～0.4mM，如0.02mM、0.03mM、0.04mM、0.05mM、0.06mM、0.07mM、0.08mM、0.09mM、0.1mM、0.12mM、0.15mM、0.20mM、0.25mM、0.30mM、0.35mM或0.40mM等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.06～0.2mM，进一步优选为0.1mM。优选地，所述金纳米棒的长径比为(1.4～5):1，如1.4:1、1.7:1、1.9:1、2.1:1、2.4:1、2.7:1、3.1:1、3.2:1、3.7:1、3.9:1、4.1:1、4.5:1或5:1等，优选为3.07:1。优选地，所述表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十六烷基氯化吡啶中的任意一种，优选为十六烷基三甲基溴化铵。优选地，所述表面活性剂的浓度为2～20mM，如2mM、3mM、4mM、5mM、6mM、7mM、8mM、9mM、10mM、11mM、12mM、13mM、14mM、15mM、16mM、17mM、18mM、19mM或20mM等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为5～12mM，进一步优选为10mM。作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，其特征在于，所述方法为：在核壳复合金属纳米颗粒的合成过程中，加入手性含巯基化合物和非手性含巯基化合物。

【技术特征摘要】
1.一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，其特征在于，所述方法为：在核壳复合金属纳米颗粒的合成过程中，加入手性含巯基化合物和非手性含巯基化合物。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述核壳复合金属纳米颗粒的核层为金，壳层为金或金银合金。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述手性含巯基化合物为半胱氨酸；优选地，所述非手性含巯基化合物同时含有芳香基团和巯基；优选地，所述非手性含巯基化合物包括4-对氨基苯硫酚。4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将金纳米棒颗粒、表面活性剂、手性含巯基化合物以及非手性含巯基化合物的混合溶液进行孵化；(2)在步骤(1)孵化后的混合溶液中加入银源和金源以及还原剂，金或金和银在金纳米棒颗粒表面再生长。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述手性含巯基化合物的浓度为15～50μM，优选为10～30μM，进一步优选为25μM；优选地，所述步骤(1)所述非手性含巯基化合物的浓度为5～40μM，优选为10～30μM，进一步优选为20μM。6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述金纳米棒颗粒为十六烷基三甲基溴化铵稳定的金纳米棒；优选地，步骤(1)所述金纳米棒颗粒原子的浓度为0.02～0.4mM，优选为0.06～0.2mM，进一步优选为0.1mM；优选地，所述金纳米棒的长径比为(1.4～5):1，优选为3.07:1；优选地，所述表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十六烷基氯化吡啶中的任意一种，优选为十六烷基三甲基溴化铵；优选地，所述表面活性剂的浓度为2...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟德静，吴晓春，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京,11