CN103157811A - 一种金银核壳结构-金二聚体手性组装体的制备方法 - Google Patents
一种金银核壳结构-金二聚体手性组装体的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
一种金银核壳结构-金二聚体手性组装体的制备方法，属于材料化学技术领域。本发明包括金纳米粒子的合成，金银核壳结构的形成，金纳米粒子的DNA修饰，以及金银核壳结构-金二聚体组装与表征。本发明选择金纳米粒子为激元，先在其表面生长一层银，形成金银核壳结构；然后利用DNA组装的方法，把金银核壳结构与未长银的金纳米粒子组装成二聚体结构。本发明提供了金银核壳结构-金二聚体手性组装体的制备，能够制备出结构均一，信号可控的金银核壳结构-金二聚体手性组装产物。
Description
技术领域
一种金银纳米壳核结构-金二聚体手性组装体的制备方法，属于材料化学技术领域。
背景技术
金银壳核异质结构作为一种双金属纳米材料，能够将两种不同的金属材料整合在一个整体上，从而表现出前所未有的物理、化学性质。将金银壳核纳米材料以一定的形式组装成二聚体后，一方面由于纳米粒子表面的等离子体共振与手性配体偶极之间的耦合，另一方面异质二聚体的不对称结构，使得这种二聚体等离子激元能够在可见光区表现出强烈的圆二色性。
发明内容
本发明的目的是提供一种金银核壳结构-金二聚体手性组装体的制备方法，使得这种二聚体等离子激元能够在可见光区表现出强烈的圆二色性。
本发明的技术方案：一种金银核壳结构-金二聚体手性组装体的制备方法，包括金纳米粒子的合成，金银核壳结构的形成，金纳米粒子的DNA修饰，以及金银核壳结构-金二聚体组装与表征。本发明选择金纳米粒子为激元，先在其表面生长一层银，形成金银核壳结构。然后利用DNA组装的方法，把未长银的金纳米粒子与金银核壳结构组装成金银核壳结构-金二聚体结构。具体工艺步骤：
（1）金纳米粒子的合成
单宁酸还原法。
（2）金银核壳结构的形成
采用生长法在步骤（1）合成的金纳米粒子表面形成金银核壳结构。
（3）金纳米粒子的DNA修饰
步骤（1）与步骤（2）中合成的纳米材料分别与修饰巯基的DNA1、DNA2偶联形成Au-DNA1、AuAg-DNA2复合体。
（4）金银核壳结构-金二聚体组装与表征
将步骤（3）中得到的Au-DNA1、AuAg-DNA2复合体杂交，形成组装结构，并对此结构进行表征。
所述金纳米粒子的合成：
在洁净的三角烧瓶中加入77.5mL的Milli-Q超纯水，向其中加入2.5mL浓度为4g/L的氯金酸，混匀后放入60℃水浴中孵育，此为溶液一。另取一洁净的三角烧瓶加入4mL 1%的柠檬酸钠，0.1mL 1%单宁酸，0.1mL 25mM碳酸钾溶液，再加入15.8mL Milli-Q超纯水，混匀后放入60℃水浴中孵育，此为溶液二。当溶液一与溶液二都孵育至60℃时，将溶液二迅速倒入溶液一中，并在60℃下搅拌2h，至颜色不变为止。
所述金银核壳结构的合成：
将步骤（1）合成的金纳米粒子13000rpm离心10min，去上清后，沉淀重悬于100μL超纯水中，取50μL浓缩重悬后的金纳米粒子，加入200μL1%的聚乙烯吡咯烷酮和100μL的0.1M PBS混匀，在相同体系中分别加入0μL、10μL、30μL、50μL、70μL、100μL的1mM硝酸银溶液，再依次加入与硝酸银相等体积的10mM抗坏血酸溶液。在室温下避光振荡3h后，10000rpm离心10min，去上清，沉淀重悬于100μL超纯水中。
所述金纳米粒子的DNA修饰
取步骤（1）合成的金纳米粒子13000rpm离心10min，浓去上清后，沉淀重悬于100μL超纯水中，并按摩尔浓度比金纳米粒子:DNA1为1:5的偶联比进行偶联，得到Au-DNA1复合体。将步骤（2）得到的金银壳核结构按摩尔浓度比金银核壳结构:DNA2为1:5的偶联比进行偶联，得到AuAg-DNA2复合体。
所述金银壳核结构-金二聚体组装：
将步骤（3）中偶联有DNA的Au-DNA1、AuAg-DNA2复合体按体积比1:1混匀，室温振荡反应12h，即得到金银壳核结构-金二聚体AuAg-Au。
所述金银壳核结构-金二聚体表征：采用电镜表征及圆二色谱表征。
所述DNA的编号、序列及长度如表1所示。
表1 DNA的编号、序列及长度
| 编号 | 序列(5’-3’) | 长度 |
| DNA1 | TAGGAATAGT TATAAAAAAA AAAAA | 25 |
| DNA2 | TTATAACTAT TCCTAAAAAA AAAAA | 25 |
注：本发明所使用的DNA均购自中国上海生工生物工程有限公司，并通过聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯化。
本发明的有益效果：本发明提供了金银核壳结构的合成，及其与金纳米粒子的组装，能够制备出结构均一，信号可控的金银核壳结构-金组装体。
附图说明
图1金银核壳结构-金二聚体透射电镜图；(a)Au dimer，(b)Au10μLAg-Au，(c)Au30μL Ag-Au，(d)Au50μL Ag-Au，(e)Au70μL Ag-Au，(f)Au100μL Ag-Au。
图2金银核壳结构-金二聚体紫外-可见光吸收图谱。1、Au dimer，2、Au10μL Ag-Au，3、Au30μL Ag-Au，4、Au50μL Ag-Au，5、Au70μLAg-Au，6、Au100μL Ag-Au。
图3金银核壳结构-金二聚体圆二色图谱。1、Au dimer，2、Au10μL Ag-Au，3、Au30μL Ag-Au，4、Au50μL Ag-Au，5、Au70μL Ag-Au，6、Au100μLAg-Au。
具体实施方式
实施例1
所有的玻璃仪器都用王水浸泡过夜，双蒸水清洗，晾干备用。实验中使用的水均为18.2MΩ的Milli-Q超纯水。
金纳米粒子的合成：
在洁净的三角烧瓶中加入77.5mL的Milli-Q超纯水，向其中加入2.5mL浓度为4g/L的氯金酸，混匀后放入60℃水浴中孵育，此为溶液一。另取一洁净的三角烧瓶加入4mL 1%的柠檬酸钠，0.1mL 1%单宁酸，0.1mL 25mM碳酸钾溶液，再加入15.8mL Milli-Q超纯水，混匀后放入60℃水浴中孵育，此为溶液二。当溶液一与溶液二都孵育至60℃时，将溶液二迅速倒入溶液一中，并在60℃下搅拌2h，至颜色不变为止，即得到10nm左右的金纳米粒子。
金银核壳结构的形成：
将上述步骤中的金纳米粒子13000rpm离心10min，去上清后，沉淀重悬于100μL超纯水中，取6个1.5mL离心管分别加入50μL浓缩后的金纳米粒子，加入200μL 1%的聚乙烯吡咯烷酮和100μL的0.1M PBS，混匀后依次分别加入0μL、10μL、30μL、50μL、70μL、100μL1mM硝酸银溶液，同时加入与硝酸银溶液等体积的10mM抗坏血酸溶液。在室温下避光振荡3h后，10000rpm离心10min，去上清，沉淀重悬于100μL超纯水中。
金纳米材料与DNA偶联：
取上述合成的金纳米粒子13000rpm离心10min，去上清后，沉淀重悬于100μL超纯水中，并按纳米粒子:DNA摩尔浓度比为1:5的偶联比进行偶联，得到Au-DNA1复合体。将上述得到的金银壳核结构同样按纳米粒子:DNA摩尔浓度比为1:5的偶联比进行偶联，得到AuAg-DNA2复合体。
DNA1：5’-TAGGAATAGT TATAAAAAAA AAAAA-3’，
DNA2：5’-TTATAACTAT TCCTAAAAAA AAAAA-3’；
金银壳核结构-金二聚体组装：
将上述偶联有DNA的Au-DNA1、AuAg-DNA2复合体按体积比1:1混匀，室温振荡反应12h，即得到金银壳核结构-金二聚体AuAg-Au。
金银壳核结构-金二聚体的表征
电镜表征：分别取7μL的上述金银核壳结构-金二聚体滴加到碳膜支持的铜网上，在红外灯下进行干燥。投射电镜采用JEOL JEM-2100型号的电镜，其加速电压为200kV。圆二色谱表征：分别取100μL的上述样品加入到比色皿中，25℃下用圆二色谱仪测定信号。
Claims (1)
1.一种金银核壳结构-金二聚体手性组装体的制备方法，其特征在于：包括金纳米粒子的合成，金银核壳结构的形成，金纳米粒子的DNA修饰，以及金银核壳结构-金二聚体组装与表征；工艺步骤为：
（1）金纳米粒子的合成
单宁酸还原法：在洁净的三角烧瓶中加入77.5mL的Milli-Q超纯水，向其中加入2.5mL浓度为4g/L的氯金酸，混匀后放入60℃水浴中孵育，此为溶液一；另取一洁净的三角烧瓶加入4mL 1%的柠檬酸钠，0.1mL 1%单宁酸，0.1mL 25mM碳酸钾溶液，再加入15.8mL Milli-Q超纯水，混匀后放入60℃水浴中孵育，此为溶液二；当溶液一与溶液二都孵育至60℃时，将溶液二迅速倒入溶液一中，并在60℃下搅拌2h，至颜色不变为止；
（2）金银核壳结构的形成
采用生长法在步骤（1）合成的金纳米粒子表面形成金银核壳结构：将步骤（1）合成的金纳米粒子13000rpm离心10min，去上清后，沉淀重悬于100μL超纯水中，取50μL重悬后的金纳米粒子，加入200μL 1%的聚乙烯吡咯烷酮和100μL的0.1M PBS混匀，在相同体系中分别加入0μL、10μL、30μL、50μL、70μL、100μL的1mM硝酸银溶液，再依次加入与硝酸银溶液相等体积的10mM抗坏血酸溶液，在室温下避光振荡3h后，10000rpm离心10min，去上清，沉淀重悬于100μL超纯水中；
（3）金纳米粒子的DNA修饰
步骤（1）合成的金纳米粒子与修饰巯基的DNA1偶联形成Au-DNA1：取步骤（1）合成的金纳米粒子13000rpm离心10min，去上清后，沉淀重悬在100μL超纯水中，并按摩尔浓度比金纳米粒子:DNA1为1:5的偶联比进行偶联，得到Au-DNA1复合体；
步骤（2）合成的金银核壳结构与修饰巯基的DNA2偶联形成AuAg-DNA2：将步骤（2）得到的金银核壳结构按摩尔浓度比金银核壳结构:DNA2为1:5的偶联比进行偶联，得到AuAg-DNA2复合体；
DNA1：5’-TAGGAATAGT TATAAAAAAA AAAAA-3’，
DNA2：5’-TTATAACTAT TCCTAAAAAA AAAAA-3’；
（4）金银核壳结构-金二聚体组装与表征
金银壳核结构-金二聚体组装：将步骤（3）得到的Au-DNA1、AuAg-DNA2复合体按体积比1:1混匀，室温振荡反应12h，即得到金银核壳结构-金二聚体AuAg-Au；
金银核壳结构-金二聚体表征：采用电镜表征及圆二色谱表征。
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