一种含羧基的巯基小分子加速三价铁离子氧化刻蚀金纳米棒的方法及其应用技术

本发明专利技术提供一种含羧基的巯基小分子加速三价铁离子氧化刻蚀金纳米棒的方法及其应用，所述方法包括以下步骤：(1)在孵化后的金纳米颗粒和表面活性剂的混合液中，加入含羧基的巯基小分子进行孵化；(2)将步骤(1)孵化后的溶液进行离心处理，弃去上清液，将沉淀分散到酸化的表面活性剂溶液后，再加入含有三价铁离子的刻蚀溶液，启动刻蚀反应。本发明专利技术利用含羧基的巯基小分子能够明显加速三价铁离子氧化刻蚀金纳米颗粒，并且可以用于探测巯基分子空间分布情况，方法具有简便、快速且重复性强的特点。快速且重复性强的特点。快速且重复性强的特点。

【技术实现步骤摘要】
一种含羧基的巯基小分子加速三价铁离子氧化刻蚀金纳米棒的方法及其应用


[0001]本专利技术属于纳米材料
，涉及一种巯基分子调控的三价铁离子氧化刻蚀金纳米棒的方法及其应用。

技术介绍

[0002]等离激元纳米材料因其独特的局域等离激元共振特征在光学超材料、传感、催化及生物医学等诸多领域都具有潜在应用。其中，棒状等离激元纳米颗粒，特别是金纳米棒，因其长径比可调的局域等离激元共振和成熟的合成方法获得了广泛关注。巯基配体可通过形成强的Au
‑
S共价键，取代弱相互作用的表面配体吸附在金纳米棒表面，对棒表面位点有一定的封闭作用。通常情况下，因棒的头部曲率较大，弱相互作用配体形成的配体层有序度较低，巯基配体优先吸附于头部，为功能分子空间选择的吸附提供了基础。在此基础上，可通过改变弱相互作用配体种类，表面配体层的有序性，以及巯基分子浓度、吸附温度、吸附时间等参数来调控巯基配体的吸附量、吸附构型以及其在颗粒表面的空间分布。
[0003]同样是因为头部曲率较大的原因，弱相互作用配体修饰的金纳米棒的氧化刻蚀通常情况下以头部刻蚀为主，导致棒的长径比减小，长波等离激元共振峰(LSPR)蓝移。利用这一特征，可实现基于LSPR峰位变化的检测应用。比如，利用酶催化产生的过氧化氢来氧化刻蚀金纳米棒导致的棒尺寸改变，可以实现基于比色法的酶活性测试和酶抑制剂筛选(Saa L,Grinyte R,A S
á
nchez
‑
Iglesias,et al.Blocked Enzymatic Etching of Gold Nanorods:Application to Colorimetric Detection of Acetylcholinesterase Activity and Its Inhibitors[J].ACS Appl Mater Interfaces,2016:11139
‑
11146.)。
[0004]半胱氨酸、还原型谷胱甘肽等生物硫醇在生物机体的各种生理和病理过程中承担着基础的作用，涉及到蛋白质合成、解毒和新陈代谢等过程。半胱氨酸带巯基官能团，可作为表面修饰分子改善纳米材料本身的光学特性或者生物相容性；另一方面，半胱氨酸作为一种手性生物小分子，其吸附的空间分布在手性纳米颗粒合成以及调控组装体的手性信号方面起着关键作用。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种含羧基的巯基小分子加速三价铁离子氧化刻蚀金纳米棒的方法及其应用。
[0006]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种含羧基的巯基小分子加速三价铁离子氧化刻蚀金纳米颗粒的方法，所述方法包括以下步骤：
[0008](1)在孵化后的金纳米颗粒和表面活性剂的混合液中，加入含羧基的巯基小分子进行孵化；
[0009](2)将步骤(1)孵化后的溶液进行离心处理，弃去上清液，将沉淀分散到酸化的表
面活性剂溶液后，再加入含有三价铁离子的刻蚀溶液，启动刻蚀反应。
[0010]在本专利技术中，所述方法揭示了巯基分子吸附对三价铁氧化刻蚀金纳米颗粒(特别是金纳米棒)的影响。特别地，在含羧基的巯基小分子辅助下可加速三价铁氧化金纳米颗粒的刻蚀，使用含羧基的巯基小分子能够明显加速刻蚀。利用其吸附量和空间分布对刻蚀速率的影响以及刻蚀模式调控实现对其空间分布的探测。所述方法操作步骤简单，反应条件温和，并且所用试剂廉价无毒。
[0011]优选地，步骤(1)金纳米颗粒为长径比大于1的金纳米棒，例如长径比为1.1、1.5、1.8、2、2.5、3、3.5、4等。
[0012]在本专利技术中，步骤(1)所述金纳米颗粒的浓度无特殊要求，可根据具体情况进行选择。优选地，所述金纳米颗粒为金纳米棒。
[0013]优选地，步骤(1)所述混合液中金纳米颗粒的浓度在0.05
‑
0.2nM，例如0.05nM、0.08nM、0.1nM、0.12nM、0.15nM、0.18nM或0.2nM，其优选浓度为0.1nM。
[0014]优选地，步骤(1)所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)或者为十六烷基三甲基氯化铵与溴化钠组成的表面活性剂，优选十六烷基三甲基溴化铵。
[0015]在本专利技术中，通过将纳米颗粒和表面活性剂进行孵化，使得纳米颗粒表面具有弱相互作用的配体(例如CTAB)。该弱相互作用的配体可以被强相互作用的巯基配体所置换。
[0016]在本专利技术中，步骤(1)所述混合液中溶剂为水。
[0017]在本专利技术中，步骤(1)所述混合液中表面活性剂的浓度为0.05
‑
100mM，例如0.05mM、0.1mM、0.2mM、0.5mM、1mM、5mM、10mM或100mM等。
[0018]优选地，步骤(1)所述含羧基的巯基小分子选自但不限于半胱氨酸(Cysteine，Cys)、乙酰半胱氨酸、对巯基苯甲酸或还原型谷胱甘肽中的任意一种或至少两种的组合，优选为半胱氨酸、谷胱甘肽或对巯基苯甲酸中的任意一种或至少两种的组合。
[0019]优选地，步骤(1)所述含羧基的巯基小分子加入至混合液中的浓度为1
‑
40μM，例如1μM、5μM、10μM、15μM、20μM、25μM、30μM、35μM或40μM等，优选为1
‑
30μM，进一步优选为1
‑
10μM。
[0020]在本专利技术中，所述含羧基的巯基小分子的浓度越高，孵化后的金纳米棒的氧化刻蚀速度越快；针对分散在1mM CTAB中0.1nM Au720纳米棒，半胱氨酸孵化浓度小于1μM时，刻蚀速率显著加快；半胱氨酸孵化浓度介于大于1，小于等于30μM时，刻蚀速率变化趋于稳定；但浓度越大，半胱氨酸在头部吸附越多，头部封闭效果越好，刻蚀模式从头部和侧面均刻蚀的模式逐渐向侧面刻蚀主导的模式转变，哑铃状形貌更加明显。
[0021]优选地，步骤(1)所述加入含羧基的巯基小分子进行孵化的温度为30
ꢀ‑
90℃，例如30℃、35℃、38℃、40℃、45℃、50℃、60℃、70℃、80℃或90℃，优选30℃，孵化时间为0.5
‑
3h，例如0.5h、1h、2h或3h等，优选地，孵化时间为0.5h。
[0022]优选地，步骤(2)所述离心处理为在转速8000
‑
12000rpm(例如8000rpm、8500rpm、9000rpm、9500rpm、10000rpm、11000rpm或12000rpm)下离心5
‑
10min(例如5min、6min、7min、8min、9min或10min)。
[0023]优选地，步骤(2)所述酸化的表面活性剂溶液为10mM
‑
100mM(例如10mM、30mM、50mM、80mM或100mM)CTAB和10mM盐酸的混合溶液。
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含羧基的巯基小分子加速三价铁离子氧化刻蚀金纳米颗粒的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)在孵化后的金纳米颗粒和表面活性剂的混合液中，加入含羧基的巯基小分子进行孵化；(2)将步骤(1)孵化后的溶液进行离心处理，弃去上清液，将沉淀分散到酸化的表面活性剂溶液后，再加入含有三价铁离子的刻蚀溶液，启动刻蚀反应。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)金纳米颗粒为长径比大于1的金纳米棒；优选地，所述金纳米颗粒为金纳米棒；优选地，步骤(1)所述混合液中金纳米颗粒的浓度在0.05
‑
0.2nM；优选地，步骤(1)所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或者为十六烷基三甲基氯化铵与溴化钠组成的表面活性剂，优选十六烷基三甲基溴化铵。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述混合液中溶剂为水；步骤(1)所述混合液中表面活性剂的浓度为0.05
‑
100mM；优选地，步骤(1)所述含羧基的巯基小分子选自半胱氨酸、乙酰半胱氨酸、对巯基苯甲酸或还原型谷胱甘肽中的任意一种或至少两种的组合，优选为半胱氨酸、谷胱甘肽或对巯基苯甲酸中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述含羧基的巯基小分子加入至混合液中的浓度为1
‑
40μM；优选为1
‑
30μM，进一步优选为1
‑
10μM；优选地，步骤(1)所述加入含羧基的巯基小分子进行孵化的温度为30
‑
90℃，优选30℃，孵化时间为0.5
‑
3h，优选0.5h。5.根据权利要求1
‑
4中...

【专利技术属性】
技术研发人员：张陈琪，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：