CN104400005B - 一种荧光金纳米簇的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种荧光金纳米簇的合成方法，包括：(1) 取有机溶剂放入三口烧瓶中，加入氯金酸(HAuCl4)水溶液，用磁力搅拌器在常温下搅拌，得到溶液A；(2) 在溶液A中加入适量稳定剂，搅拌，得到溶液B；(3) 用碱调节B溶液的pH至 8‑13；(4) 往三口烧瓶里持续通入CO用于还原氯金酸，在一定温度下进行反应20‑72h，得到发蓝紫荧光的金纳米簇。根据本发明的方法所制备的金纳米簇在320‑640nm的范围内发蓝紫色荧光。根据本发明的方法有效的解决了现有技术合成荧光金纳米簇溶液存在毒物残留的问题，可以更好地应用于光学、催化、生物医用、传感等领域中。
Description
技术领域
本发明涉及一种发蓝紫色荧光的荧光金纳米簇的合成方法，通过所述方法合成的金纳米簇在光学、催化、生物医用、传感等方面都具有良好的应用前景。
背景技术
由几个到几十个金原子构成的体积小于2纳米的纳米簇的荧光发射具有很强的尺寸依赖性。与荧光染料、半导体量子点等其它荧光物质相比，金纳米簇具有无毒、荧光稳定性好等优点，并具有独特的光、电、磁、催化等性质，因此在生物成像与标记、生物医用、催化、传感等方面具有广阔的应用前景。
目前，金纳米簇普遍采用的利用万能还原剂硼氢化钠还原四价金离子的方法制备。然而，硼氢化钠具有细胞毒性，由于硼氢化钠的残留，因而利用硼氢化钠还原制备的金纳米簇并适合于生物医用。本发明利用CO作为还原剂还原氯金酸来制备金纳米簇，而CO不会残留在制备的金纳米簇溶液中，所以制备的金纳米簇中不存在有细胞毒性的物质，因而本发明制备的荧光金纳米簇更适合于生物医用。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种发蓝紫色荧光的金纳米簇的合成方法，包括以下步骤：
(1) 取有机溶剂放入三口烧瓶中，加入氯金酸(HAuCl4)水溶液，用磁力搅拌器在常温下搅拌，得到溶液A，其中在所得到的A溶液中氯金酸的浓度为0.5mM-5mM，最佳浓度为2.5mM；
(2) 在溶液A中加入适量稳定剂，搅拌，得到溶液B；
(3) 用碱调节B溶液的pH至 8-13，最合适的pH为10；
(4) 往三口烧瓶里持续通入CO用于还原氯金酸，在一定温度下，进行反应20-72h，之后得到发蓝紫荧光的金纳米簇。
在上述的制备方法中，步骤(1)中，所述的有机溶剂为四氢呋喃、乙酸乙酯。
在上述的制备方法中，步骤(2)中，稳定剂为巯基乙胺、巯基乙酸与巯基乙醇剂，其中所述稳定剂与氯金酸的摩尔比为5:1-1:5，最佳摩尔比为2:1。
在上述的制备方法中，步骤(3)中，所述的碱为NaOH或KOH，可以为固体形式或水溶液形式。
在上述的制备方法中，步骤(4)中，所述的反应温度为20-45℃，最佳温度为35℃。
在上述的制备方法中，步骤(4)中，最佳反应时间为48h。
在上述的制备方法中，步骤(4)中，作为还原剂的CO的流量为5-50mL/min，最佳流量为20mL/min。
在上述的制备方法中，步骤(4)必须在通风橱里完成。
本发明进一步涉及通过根据本发明的方法合成的金纳米簇。
用荧光分光光谱仪表征根据本发明的方法合成的金纳米簇，其在320-560nm的范围内发蓝紫色荧光。根据本发明的方法所制得的金纳米簇是利用CO作为还原剂来还原氯金酸，由于CO不会残留在制备的金纳米簇溶液中，所以制备的金纳米簇中不存在有细胞毒性的物质，因而更适合于生物医用领域。根据本发明的方法制备的金纳米簇可用很好地应于光学、催化、生物医用和传感等领域。
附图说明
图1为根据本发明的实例1制备的金纳米簇在不同激发光下的荧光发射图谱。
图2为根据本发明的实例2制备的金纳米簇在不同激发光下的荧光发射图谱。
图3为根据本发明的实例3制备的金纳米簇在不同激发光下的荧光发射图谱。
图4为根据本发明的实例4制备的金纳米簇在不同激发光下的荧光发射图谱。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面结合具体的实施例对本发明做进一步详细的说明，但是本发明保护的范围不限制于实施例所表示的范围。下面实施例中所述的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1：
取20mL四氢呋喃于三口烧瓶中，加入氯金酸水溶液，配制成氯金酸浓度为0.5mM的溶液。在常温下用磁力搅拌器搅拌约10min，在前述溶液中加入巯基乙胺水溶液，得到巯基乙胺与氯金酸混合溶液，溶液中巯基乙胺与氯金酸的摩尔比为3:1，常温下反应4h。利用浓度为2M的氢氧化钠的水溶液，调节混合溶液的pH为10。将所得溶液置于磁力搅拌器上，温度控制在40℃，通CO还原，流量为20mL/min，反应24h，得到发蓝紫光的金纳米簇。图1为制备的金纳米簇在不同发射光下的荧光发射图谱，激发波长在300-400nm时，发射在320-560nm。
实施例2：
取20mL四氢呋喃于三口烧瓶中，加入氯金酸水溶液，配制成氯金酸浓度为5mM的溶液。在常温下用磁力搅拌器搅拌约10min，在前述溶液中加入巯基乙胺水溶液，得到巯基乙胺与氯金酸混合溶液，溶液中巯基乙胺与氯金酸的摩尔比为5:1，常温下反应4h。利用浓度为2M的氢氧化钠的水溶液，调节混合溶液pH为10。将所得溶液置于磁力搅拌器上，温度控制在20℃，通CO还原，流量为20mL/min，反应48h，得到发蓝紫光的金纳米簇。图2为制备的金纳米簇在不同发射光下的荧光发射图谱，激发波长在280-400nm时，发射在320-560nm。
实施例3：
取20mL四氢呋喃于三口烧瓶中，加入氯金酸水溶液，配制成氯金酸浓度为2.5mM的溶液。在常温下用磁力搅拌器搅拌约10min，在前述溶液中加入巯基乙胺水溶液，得到巯基乙胺与氯金酸混合溶液，溶液中巯基乙胺与氯金酸的摩尔比为3:1，常温下反应4h。利用浓度为2M的氢氧化钠的水溶液，调节混合溶液pH为10。利用浓度为2M的氢氧化钠的水溶液，调节混合溶液的pH为10。将所得溶液置于磁力搅拌器上，温度控制在40℃，通CO还原，流量为20mL/min，反应24h，得到发蓝紫光的金纳米簇。图3为制备的金纳米簇在不同发射光下的荧光发射图谱，激发波长在300-400nm时，发射在320-560nm。
实施例4：
本实施例中所采用的有机溶剂为乙酸乙酯。
取20mL四氢呋喃于三口烧瓶中，加入氯金酸水溶液，配制成氯金酸浓度为2.5mM的溶液。在常温下用磁力搅拌器搅拌约10min，在前述溶液中加入巯基乙胺水溶液，得到巯基乙胺与氯金酸混合溶液，溶液中巯基乙胺与氯金酸的摩尔比为1:3，常温下反应4h。利用浓度为2M的氢氧化钠的水溶液，调节混合溶液pH为10。将所得溶液置于磁力搅拌器上，温度控制在20℃，通CO还原，流量为20mL/min，反应48h，得到发蓝紫光的金纳米簇。图4为制备的金纳米簇在不同发射光下的荧光发射图谱，激发波长在260-380nm，发射在320-560nm。
Claims (8)
1.一种荧光金纳米簇的合成方法，包括以下步骤：
(1)取有机溶剂放入三口烧瓶中，加入氯金酸(HAuCl4)水溶液，用磁力搅拌器在常温下搅拌，得到溶液A；所述有机溶剂为四氢呋喃或乙酸乙酯；
(2)在溶液A中加入适量稳定剂，搅拌，得到溶液B；所述稳定剂为巯基乙胺、巯基乙酸或巯基乙醇；
(3)用碱调节B溶液的pH至8-13；
(4)往三口烧瓶里持续通入CO用于还原氯金酸，在一定温度下进行反应20-72h，得到发蓝紫荧光的金纳米簇。
2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(1)中，在所得的A溶液中氯金酸的浓度为0.5mM-5mM。
3.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(2)中，所述稳定剂与氯金酸的摩尔比为5:1-1:5。
4.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(3)中，所述的碱为NaOH或KOH。
5.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤(4)中，所述的反应温度为20-45℃。
6.根据权利要求1所述的成方法，其中在步骤(4)中，CO的流量为5-50mL/min。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述步骤(4)在通风橱里完成。
8.根据权利要求1-7任一项所述的方法合成的金纳米簇。
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