两性离子化树状大分子包裹金的纳米粒子的制备方法技术

一种两性离子化树状大分子包裹金的纳米粒子的制备方法，其主要是将二甲基亚砜加入五代聚酰胺‑胺树状大分子(G5 PAMAM)，再加入马来酸酐，得到五代聚酰胺‑胺树状大分子‑马来酸酐(G5M)；接着向G5M水溶液中加入巯基乙胺，得到五代聚酰胺‑胺树状大分子‑马来酸酐‑巯基乙胺(G5MC)；再向G5MC水溶液中加入氯金酸水溶液，搅拌10～70分钟后，再加入硼氢化钠，用1M盐酸调节混合液的pH到中性，得到两性离子化树状大分子包裹金(Au‑G5MC)的纳米粒子。本发明专利技术制备条件温和、操作简单、反应过程易于控制、有效地保护纳米粒子稳定性。

Method for preparing nano particles containing gold by amphoteric ionized dendrimer

Method for preparing nanoparticles of an amphoteric ionic dendrimer entrapped gold, which is two DMSO was added to the five generation of polyamide amine dendrimer (G5 PAMAM), adding maleic anhydride, five generation polyamide amine dendrimers maleic anhydride (G5M); then add Mercaptoethylamine to G5M solution, five generation polyamide amine dendrimers maleic anhydride Mercaptoethylamine (G5MC); adding chlorauric acid aqueous solution to G5MC aqueous solution, stirring for 10 to 70 minutes after the addition of sodium borohydride, adjusting the mixing liquid with 1M hydrochloric acid to neutral pH, get amphoteric ionization dendrimer encapsulated gold nanoparticles (Au G5MC). The preparation method has the advantages of mild preparation conditions, simple operation, easy control of the reaction process, and effectively protecting the stability of nanoparticles.

【技术实现步骤摘要】
两性离子化树状大分子包裹金的纳米粒子的制备方法
本专利技术属于纳米材料
，特别涉及一种催化剂的制备方法。
技术介绍
1-10nm的金纳米粒子具有独特的光学和电学性能。这些独特的性能使其在催化和纳米医学上存在广泛的应用。然而，具有高比表面积的金纳米粒子容易团聚。因此，研究人员提出了各种制备高度稳定性和分散性的金纳米粒子的方法。Crooks和同事首先采用具有独特三维结构的聚酰胺-胺树状大分子(PAMAM)模板，成功制备了单分散的铜纳米粒子。此外，树状大分子包裹的金纳米粒子的溶解度和功能依赖于其表面的官能团。PAMAM包裹的金纳米粒子的细胞毒性与其浓度呈正相关。PAMAM也能够诱导纤维蛋白原聚集。这会限制其在生物相关领域中的应用。很多改性PAMAM的方法可以提高其生物相容性。聚乙二醇(PEG)、乙酸酐、月桂酰氯、衣康酸二甲酯、2-丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱或者羧基甜菜碱丙烯酰胺(CBAA)等各种各样的分子都用于改性PAMAM，从而增强其生物相容性，这些改性可能屏蔽了PAMAM表面的正电荷。其中，PEG改性是最常用的方法。然而，PEG改性可以显著增加纳米粒子的水动力学粒径。这层PEG会给修饰产物带来明显的传质阻力，从而降低树状大分子内部金纳米粒子的催化效率。此外，PEG长期在氧化环境中会被氧化，这会降低其所稳定的纳米粒子的长期稳定性。然而，单层两性离子材料修饰纳米粒子，则仅略增大纳米粒子的粒径，提高纳米粒子的生物相容性和长期稳定性。例如：经自组装形成的单层两性离子层保护的金纳米粒子比巯基聚乙二醇保护的金纳米粒子具有更好的长期稳定性。王龙刚等采用两性离子材料CBAA修饰树状大分子后，其水动力学粒径仅增加3.1nm。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备条件温和、操作简单、反应过程易于控制、有效地保护纳米粒子稳定性的两性离子化树状大分子包裹金(Au-G5MC)的纳米粒子的制备方法。本专利技术的技术方案如下：(1)按每1mL二甲基亚砜加入1.6～160mg五代聚酰胺-胺树状大分子(G5PAMAM)的比例，将五代聚酰胺-胺树状大分子(G5PAMAM)溶解在二甲基亚砜中，再向二甲基亚砜中加入马来酸酐，使马来酸酐与G5PAMAM的摩尔比为140～1280:1，反应8～72小时；选用截留分子量(MWCO)＝14000的纤维素透析袋透析反应混合物，除去杂质，得到五代聚酰胺-胺树状大分子-马来酸酐(G5M)；(2)按每1mL水中加入0.52～5.74mgG5M的比例将步骤(1)制得的G5M溶于水中，再向水中加入巯基乙胺，使巯基乙胺与G5M的摩尔比为140～6400:1，反应8～72小时后，混合物用纤维素透析膜(MWCO＝14000)对水透析以除去杂质，得到的五代聚酰胺-胺树状大分子-马来酸酐-巯基乙胺(G5MC)；(3)按每1mL水中加入0.154～3.845mgG5MC的比例将步骤(2)制得的G5MC溶于水中，再按氯金酸与G5MC的摩尔比为20～500:1的比例，将G5MC水溶液与浓度为1～21mM的氯金酸水溶液混合，搅拌10～70分钟后，再按硼氢化钠与氯金酸的摩尔比为2～42:1的比例，加入硼氢化钠，所述硼氢化钠是按每1mL浓度为0.1～0.5M的氢氧化钠溶液中加入1mg硼氢化钠的混合溶液，用1M盐酸调节混合液的pH到中性，得到的粒径为1.85±0.61nm的两性离子化树状大分子包裹金(Au-G5MC)的纳米粒子。本专利技术与现有技术相比具有如下优点：1、制备工艺简单，反应条件温和，且重现性好。2、制备的Au-G5MC纳米粒子在pH(4～9)的缓冲液和纤维蛋白原溶液中具有优良的稳定性、生物相容性和高催化速率。3、制备的Au-G5MC纳米粒子无细胞毒性，可以做为环境友好的催化剂，也可用于生物医学领域。附图说明图1为本专利技术实施例1获得的Au-G5MC与G5PAMAM、G5M、G5MC的核磁共振氢谱(1HNMR)图。图2为本专利技术实施例1获得的Au-G5MC在水溶液中的紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱图。图3为本专利技术实施例1获得的Au-G5MC的透射电镜图。图4为本专利技术实施例1获得的Au-G5MC的粒径(透射电镜)分布直方图。图5为本专利技术实施例1获得的在pH4～9下Au-G5MC的粒径图。图6为本专利技术实施例1获得的在pH4～9下Au-G5MC的电动电位(ζ电位)图。图7为本专利技术实施例1获得的Au-G5MC和Au-G5的蛋白质稳定性的比较图。(a)Au-G5MC(1mg/mL)，(b)纤维蛋白原(1mg/mL)，(c)Au-G5(1mg/mL)和纤维蛋白原(1mg/mL)的混合物，(d)Au-G5MC(1mg/mL)和纤维蛋白原(1mg/mL)的混合物。每一个样品均溶解于磷酸盐缓冲液(PBS)中。图8为本专利技术实施例1获得的不同浓度的Au-G5和Au-G5MC与HeLa细胞共孵育24小时后的细胞活性的图片。图9为本专利技术实施例1获得的100μg/mLAu-G5与HeLa细胞共孵育24小时后的细胞形态图片。图10为本专利技术实施例1获得的100μg/mLAu-G5MC与HeLa细胞共孵育24小时后的细胞形态图片。图11为本专利技术实施例1获得的Au-G5MC纳米粒子催化对硝基苯酚(4-NP)的ln(Ct/C0)与反应时间(t)之间的关系曲线图片。λ＝400nm，Ct：4-NP在t时刻的浓度值；C0：4-NP在初始时刻的浓度值：4-NP(1当量)，NaBH4(3333当量)和Au-G5MC纳米粒子(1.67×10-5,3.33×10-5,6.67×10-5当量)。图12为Au-G5MC催化4-NP反应中的Kapp和催化剂用量间的关系。具体实施方式实施例1(1)将16mg五代聚酰胺-胺树状大分子(G5PAMAM)溶解在4mL二甲基亚砜中，再向二甲基亚砜中加入13.8mg马来酸酐，反应24小时，选用截留分子量(MWCO)＝14000的纤维素透析袋透析反应混合物，以除去杂质，得到G5M；(2)将2.87mgG5M溶于1mL水中，再向水中加入13.5mg巯基乙胺，反应24小时后，混合物用纤维素透析膜(MWCO＝14000)对水透析以除去杂质，得到G5MC；(3)将0.533mg的G5MC溶于1mL水中，再向水中加入286mg浓度为2mM的氯金酸水溶液，搅拌20分钟后，将126.5mg的硼氢化钠溶液加入上述溶液，所述硼氢化钠溶液是按每1mL浓度为0.3M的氢氧化钠溶液中加入1mg硼氢化钠的混合溶液，用1M盐酸调节混合液的pH到中性，得到的粒径为1.85nm的两性离子化树状大分子包裹金(Au-G5MC)的纳米粒子。如图1所示，G5PAMAM表面伯氨基的理论值为128，G5PAMAM的1HNMR谱图显示了5个宽峰。图中a说明G5PAMAM的氢原子与相应的信号峰对应。图b中显示在5.8ppm和6.2ppm处出现两个新峰，它来源于马来酸酐的质子–CH＝CH–。计算结果表明，约127个马来酸酐分子与一个G5PAMAM反应，略小于128。巯基乙胺的巯基在水中能与G5M上的双键高效地反应，生成G5MC。G5MC的1HNMR谱图在3.2ppm处出现新的峰，它源自SHCH2CH2NH2的质子。与此同时，5.8ppm和6.2ppm处的峰也完全消失，这表明巯基乙胺与G5M本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种两性离子化树状大分子包裹金的纳米粒子的制备方法，其特征在于：(1)按每1mL二甲基亚砜加入1.6～160mg五代聚酰胺‑胺树状大分子(G5PAMAM)的比例，将五代聚酰胺‑胺树状大分子(G5PAMAM)溶解在二甲基亚砜中，再向二甲基亚砜中加入马来酸酐，使马来酸酐与G5PAMAM的摩尔比为140～1280:1，反应8～72小时；选用截留分子量(MWCO)＝14000的纤维素透析袋透析反应混合物，除去杂质，得到五代聚酰胺‑胺树状大分子‑马来酸酐(G5M)；(2)按每1mL水中加入0.52～5.74mg G5M的比例将步骤(1)制得的G5M溶于水中，再向水中加入巯基乙胺，使巯基乙胺与G5M的摩尔比为140～6400:1，反应8～72小时后，混合物用纤维素透析膜(MWCO＝14000)对水透析以除去杂质，得到的五代聚酰胺‑胺树状大分子‑马来酸酐‑巯基乙胺(G5MC)；(3)按每1mL水中加入0.154～3.845mg G5MC的比例将步骤(2)制得的G5MC溶于水中，再按氯金酸与G5MC的摩尔比为20～500:1的比例，将G5MC水溶液与浓度为1～21mM的氯金酸水溶液混合，搅拌10～70分钟后，再按硼氢化钠与氯金酸的摩尔比为2～42:1的比例加入硼氢化钠，用1M盐酸调节混合液的pH到中性，得到的粒径为1.85±0.61nm的两性离子化树状大分子包裹金(Au‑G5MC)的纳米粒子。...

【技术特征摘要】
1.一种两性离子化树状大分子包裹金的纳米粒子的制备方法，其特征在于：(1)按每1mL二甲基亚砜加入1.6～160mg五代聚酰胺-胺树状大分子(G5PAMAM)的比例，将五代聚酰胺-胺树状大分子(G5PAMAM)溶解在二甲基亚砜中，再向二甲基亚砜中加入马来酸酐，使马来酸酐与G5PAMAM的摩尔比为140～1280:1，反应8～72小时；选用截留分子量(MWCO)＝14000的纤维素透析袋透析反应混合物，除去杂质，得到五代聚酰胺-胺树状大分子-马来酸酐(G5M)；(2)按每1mL水中加入0.52～5.74mgG5M的比例将步骤(1)制得的G5M溶于水中，再向水中加入巯基乙胺，使巯基乙胺与G5M的摩尔比为140～6400:1，反应8～72小时后，混合物用纤维素透析膜(MWCO＝140...

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙刚，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13