一种金纳米球-棒多聚体的自还原制备方法技术

本发明专利技术公开了一种金纳米球‑棒多聚体的自还原制备方法，其合成步骤简单，制备效果好。本发明专利技术在合成过程中无需向原液中引入新的金源或金纳米球，只通过一步转相法就可以合成出球‑棒多聚体。此外，该实验方法高效快捷，简化了实验步骤的同时还降低了实验成本。更重要的是，本发明专利技术省去了其他常见方法中存在的球和棒分别换链再链接的复杂步骤，大大提高了实验效率。本发明专利技术制备出的球‑棒多聚体不仅实现了大面积制备，而且吸收峰于近红外区域，无论是在拉曼成像还是在光热治疗领域都具有非常好的应用前景和研究价值。

A self reduction method for preparing gold nanospheres and rod polymers

The invention discloses a self reduction preparation method for a gold nanospheres rod rod polymer, and its preparation process is simple and its preparation effect is good. The invention does not need to introduce new Jin Yuan or gold nanospheres into the original liquid in the process of synthesis. In addition, the experimental method is efficient and quick, simplifies the experimental procedures, and reduces the experimental cost. More importantly, the invention eliminates the complicated steps of changing links and links between balls and rods in other common methods, and greatly improves the experimental efficiency. The spherical polymer rod polymer prepared by the invention not only realizes large area preparation, but also absorbs peak in the near infrared region. It has a very good application prospect and research value both in the field of Raman imaging and in the field of photothermal treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种金纳米球-棒多聚体的自还原制备方法
本专利技术属于纳米材料制备
，具体涉及一种金纳米球-棒多聚体的自还原制备方法。本专利技术可用于金纳米球-棒多聚体的制备。
技术介绍
金纳米棒所具有的独特的表面等离子激元共振特性、良好的稳定性和生物相容性，使其在医学成像和药物传输、光数据存储、传感器、表面增强拉曼散射、特别是在肿瘤的光热治疗方面都有着广泛的应用，多年来一直备受关注。然而，随着现代纳米技术的迅猛发展，新型应用对新材料的设计与制备提出了更高的要求。尽管长期以来金纳米棒一直备受青睐，但是单体棒的物理性质研究及应用遇到了瓶颈，人们把目光开始转向以单体纳米材料为基本单元，通过组装多聚化纳米单体材料来构筑纳米多聚体结构，这成为了当下兴起的研究热点。纳米多聚体最显著的特点是：当纳米颗粒聚集时，会产生很多的尖端和拐点等热点部位，它们的电子谐振由于强烈的电磁相互作用而耦合，从而激发等离子激元共振。这种共振耦合带来了新奇的特性：电磁场能量被极大地会聚到耦合结构的隙缝处，即大部分的电磁场能量被局域在一个只有几纳米的狭小空间内，从而带来巨大的电磁场增强，远大于单体纳米颗粒的局域场强。因此，纳米多聚体受到了研究者们的热切关注，尤其以金纳米球-棒为代表的等离子激元共振耦合多聚体，具有广泛的应用前景和研究价值。南京邮电大学申请的专利技术专利“等离子激元棒球‘玉米’结构的可控组装方法”(申请号：201510142694.7，申请公布号：CN104858445A)中公开了一种制备等离子激元棒球“玉米”结构的方法，该专利技术是先分别将球、棒合成，再分别换链，最后混合得到球-棒“玉米”结构。通过调节各个步骤的反应参数使之最终形成球-棒组装体。该专利技术存在的不足之处是：需要分别制备金纳米棒和金纳米颗粒，此外还要另外合成小分子，然后分别对金纳米棒和金纳米球进行表面修饰，该方法不仅所用时间长而且实验效率低，通过其附图可以得知此方法没有证据证明其可以合成出大面积的球-棒“玉米”结构多聚体。江南大学申请的专利技术专利“一种基于自组装材料对癌细胞表面增强拉曼检测的方法”(申请号：201110174033，授权公告号：102346148B)中公开了一种基于自组装材料对癌细胞表面增强拉曼检测的方法，其中包括金纳米棒探针及金纳米粒子探针制备，金纳米棒探针和金纳米粒子探针的自组装，表面增强拉曼检测癌细胞。该专利技术存在的不足之处是：在制备金纳米粒子围绕金纳米棒组装成卫星式结构的过程中，除了制备金纳米棒并对其进行修饰外，还要另外制备金纳米球并对其修饰，此外通过其附图可以看出其并未合成出大面积有序多聚体，其繁琐复杂的实验步骤大大限制了该方法的实际使用。因此，亟待提出一种步骤简单地制备大面积有序组装体的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述金纳米球-棒多聚体制备方法的不足之处，提出一种金纳米球-棒多聚体的自还原制备方法。本专利技术可用来提供一种操作简便，无需另外制备金纳米球的球-棒多聚体制备方法。实现本专利技术目的的思路是，本专利技术将制备出的形貌均匀的金纳米棒，通过一步转相法制备出大面积球-棒纳米多聚体。实现本专利技术目的的具体步骤包括如下：(1)种子液的合成：(1a)将2.5mL浓度为0.5mM的三水合四氯金酸溶液置于20mL玻璃瓶中，向其中加入2.5mL浓度为0.2M的十六烷基三甲基溴化铵溶液，溶液颜色由无色变成黄褐色，得溶液A；(1b)将0.3mL浓度为0.01M硼氢化钠溶液加水稀释到0.5mL，快速注入溶液A，溶液颜色立即由黄褐色变为浅棕色，并持续强力搅拌2min，得溶液B；(1c)将溶液B在30℃条件下老化约3个小时，即得种子液；(2)生长液的合成：(2a)将0.617g油酸钠和4.5g十六烷基三甲基溴化铵置于500mL锥形瓶中，向其中加入125mL约50℃的热水。搅拌使其自然冷却至30℃，得溶液C；(2b)向溶液C加入9mL浓度为4mM的硝酸银溶液，停止搅拌，使其在30℃恒温静置15min，得溶液D；(2c)向溶液D中加入125mL浓度为1mM的三水合四氯金酸溶液，搅拌90min，然后再加入0.75mL浓度为12.1M的盐酸搅拌15min，得溶液E；(2d)向溶液E中加入0.625mL浓度为0.064mM的抗坏血酸溶液，强力搅拌30s，即得生长液；(3)双元表面活性剂包覆的金纳米棒的合成：(3a)取0.2mL种子液，快速注入生长液中，强力搅拌30s；(3b)在30℃恒温静置老化22h，即得金纳米棒溶液；(4)金纳米棒纯水溶液的获得：(4a)将(3b)中得到的老化好的金纳米棒溶液在9000rpm下离心20min，使金纳米棒沉在离心管底部；(4b)按照1：1的体积比，将离心管底部沉淀重新分散在去离子水中，得到金纳米棒纯水溶液；(5)球-棒多聚体的合成：(5a)取(4b)中得到的金纳米棒溶液3mL，在强力搅拌的条件下向其中加入3mL浓度为10mM硫代苹果酸水溶液；(5b)向其中加入氢氧化钠水溶液，将溶液pH值调到9.5；(5c)向其中加入1.5mL浓度为50mM四正辛基溴化铵的邻二氯苯溶液，强力搅拌30min后，将溶液静置一段时间，即可观察到溶液明显的分层。将上层清液转移，留下底部粉色溶液即为球-棒多聚体溶液。本专利技术与现有技术相比具有以下优点:第一，本专利技术只通过一步转相法就可以直接通过金纳米棒合成出球-棒多聚体，不仅无需另外合成金纳米球，而且在合成过程中无需向原液中引入新的金源。从而降低了实验成本，简化了实验步骤，大大提高了实验的合成效率。第二，本专利技术省去了现有技术中的江南大学拥有的专利技术“一种基于自组装材料对癌细胞表面增强拉曼检测的方法”(申请号：201110174033，授权公告号：102346148B)和南京邮电大学拥有的专利技术“等离子激元棒球‘玉米’结构的可控组装方法”(申请号：201510142694.7，申请公布号：CN104858445A)中在制备自组装材料过程中存在的球和棒分别换链再链接的复杂步骤。第三，本专利技术制备出的球-棒多聚体面积大，在生物应用，拉曼增强等方面具有很大的应用潜力。附图说明图1为本专利技术中步骤(4)中所获得的金纳米棒和步骤(5)中所获得的球-棒多聚体的吸收光谱照片。图2为本专利技术中步骤(4)中所获得的金纳米棒的透射电子显微镜照片。图3为本专利技术中步骤(5)中所获得的球-棒多聚体的透射电子显微镜照片。图4为本专利技术中步骤(5)中所获得的球-棒多聚体中，其精细结构的透射电子显微镜照片。具体实施方式步骤1，种子液的合成：将2.5mL浓度为0.5mM的三水合四氯金酸溶液置于20mL玻璃瓶中，向其中加入2.5mL浓度为0.2M的十六烷基三甲基溴化铵溶液，溶液颜色由无色变成黄褐色，得溶液A；将0.3mL浓度为0.01M硼氢化钠溶液加水稀释到0.5mL，快速注入溶液A，溶液颜色立即由黄褐色变为浅棕色，并持续强力搅拌2min，得溶液B；将溶液B在30℃条件下老化约3个小时，即得种子液；步骤2，生长液的合成：将0.617g油酸钠和4.5g十六烷基三甲基溴化铵置于500mL锥形瓶中，向其中加入125mL约50℃的热水。搅拌使其自然冷却至30℃，得溶液C；向溶液C加入9mL浓度为4mM的硝酸银溶液，停止搅拌，使其在30℃恒温静置15min，得溶液D；向溶液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金纳米球‑棒多聚体的自还原制备方法，其特征在于步骤如下：(1)种子液的合成：(1a)将2.5mL浓度为0.5mM的三水合四氯金酸溶液置于20mL玻璃瓶中，向其中加入2.5mL浓度为0.2M的十六烷基三甲基溴化铵溶液，溶液颜色由无色变成黄褐色，得溶液A；(1b)将0.3mL浓度为0.01M硼氢化钠溶液加水稀释到0.5mL，快速注入溶液A，溶液颜色立即由黄褐色变为浅棕色，并持续强力搅拌2min，得溶液B；(1c)将溶液B在30℃条件下老化约3个小时，即得种子液；(2)生长液的合成：(2a)将0.617g油酸钠和4.5g十六烷基三甲基溴化铵置于500mL锥形瓶中，向其中加入125mL约50℃的热水。搅拌使其自然冷却至30℃，得溶液C；(2b)向溶液C加入9mL浓度为4mM的硝酸银溶液，停止搅拌，使其在30℃恒温静置15min，得溶液D；(2c)向溶液D中加入125mL浓度为1mM的三水合四氯金酸溶液，搅拌90min，然后再加入0.75mL浓度为12.1M的盐酸搅拌15min，得溶液E；(2d)向溶液E中加入0.625mL浓度为0.064mM的抗坏血酸溶液，强力搅拌30s，即得生长液；(3)双元表面活性剂包覆的金纳米棒的合成：(3a)取0.2mL种子液，快速注入生长液中，强力搅拌30s；(3b)在30℃恒温静置老化22h，即得金纳米棒溶液；(4)金纳米棒纯水溶液的获得：(4a)将(3b)中得到的老化好的金纳米棒溶液在9000rpm下离心20min，使金纳米棒沉在离心管底部；(4b)按照1：1的体积比，将离心管底部沉淀重新分散在去离子水中，得到金纳米棒纯水溶液；(5)球‑棒多聚体的合成：(5a)取(4b)中得到的金纳米棒溶液3mL，在强力搅拌的条件下向其中加入3mL浓度为10mM硫代苹果酸水溶液；(5b)向其中加入氢氧化钠水溶液，将溶液pH值调到9.5；(5c)向其中加入1.5mL浓度为50mM四正辛基溴化铵的邻二氯苯溶液，强力搅拌30min后，将溶液静置一段时间，即可观察到溶液明显的分层。将上层清液转移，留下底部粉色溶液即为球‑棒多聚体溶液。...

【技术特征摘要】
1.一种金纳米球-棒多聚体的自还原制备方法，其特征在于步骤如下：(1)种子液的合成：(1a)将2.5mL浓度为0.5mM的三水合四氯金酸溶液置于20mL玻璃瓶中，向其中加入2.5mL浓度为0.2M的十六烷基三甲基溴化铵溶液，溶液颜色由无色变成黄褐色，得溶液A；(1b)将0.3mL浓度为0.01M硼氢化钠溶液加水稀释到0.5mL，快速注入溶液A，溶液颜色立即由黄褐色变为浅棕色，并持续强力搅拌2min，得溶液B；(1c)将溶液B在30℃条件下老化约3个小时，即得种子液；(2)生长液的合成：(2a)将0.617g油酸钠和4.5g十六烷基三甲基溴化铵置于500mL锥形瓶中，向其中加入125mL约50℃的热水。搅拌使其自然冷却至30℃，得溶液C；(2b)向溶液C加入9mL浓度为4mM的硝酸银溶液，停止搅拌，使其在30℃恒温静置15min，得溶液D；(2c)向溶液D中加入125mL浓度为1mM的三水合四氯金酸溶液，搅拌90min，然后再加入0.75mL浓度为12.1M的盐酸搅拌15min，得溶液E；(2d)向溶液E中加入0.625mL浓度为0.064mM的抗坏血酸溶液，强力搅拌30s，即得生长液；(3)双元表面活性剂包覆的金纳米棒的合成：(3a)取0.2mL种子液，快速注入生长液中，强力搅拌30s；(3b)在30℃恒温静置老化22h，即得金纳米棒溶液；(4)金纳米棒纯水溶液的获得：(4a)将(3b)...

【专利技术属性】
技术研发人员：万艳芬，杨鹏，王润卉，尹航，马谡，吴治涌，吴佳铭，
申请(专利权)人：云南大学，
类型：发明
国别省市：云南,53