CN106975755A - 一种水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA‑Cys‑AuNPs及制备方法 - Google Patents

一种水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA‑Cys‑AuNPs及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA‑Cys‑Au NPs的制备方法，其特征是，包括如下步骤：1）金纳米粒子水溶液的制备；2）半胱氨酸修饰透明质酸的制备；3）透明质酸修饰金纳米粒子聚集体的制备。这种方法原料易得、合成工艺简单，聚合后的金纳米粒子具备良好的光热性能，材料毒性低且能够有效地把光能转换为热能，同时有潜在的生物应用价值，具备广阔的应用前景。

Description

一种水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-AuNPs 及制备方法
技术领域
本发明涉及光热转换材料和生物应用技术，具体是一种水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs及制备方法。
背景技术
光热转换材料是当前材料科学研究热点之一，光热材料具备良好的光热转换性能，使其在生物应用中具备广泛的应用前景。通常的光热材料有无机材料和有机材料两大类。无机光热材料包括碳材料、铜基半导体材料和金纳米材料；有机光热材料包括聚噻吩、聚吡咯和聚苯胺类等等，而作为无机光热材料的一种，金纳米材料受到了广泛的研究，多为金纳米棒、金纳米花、金纳米壳和金纳米星状结构。球形金纳米粒子由于其纵横比较小，导致光热转换性能极差。因此解决球形金纳米粒子的光热转换性能是当前光热材料领域研究的热点之一。人们发现如果使球形金纳米粒子发生聚集，会使其紫外可见吸收峰发生红移，从而改善其光热转换性能。
发明内容
本发明目的是针对现有技术的不足，而提供一种水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs及制备方法。
这种方法原料易得、合成工艺简单，聚合后的金纳米粒子具备良好的光热性能，材料毒性低且能够有效地把光能转换为热能，同时有潜在的生物应用价值，具备广阔的应用前景。
实现本发明目的的技术方案是：
一种水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs的制备方法，包括如下步骤：
1）金纳米粒子水溶液的制备：将浓度为0.01%的氯金酸即HAuCl4水溶液200 mL加入到三颈烧瓶中，在油浴下加热并搅拌回流至沸腾，然后迅速向三颈烧瓶加入浓度为1%的柠檬酸钠溶液6 mL，再继续加热回流30 分钟后，停止加热并在室温下回流冷却后用王水洗净后的瓶子中，并放入冰箱中冷藏保存，即得金纳米粒子水溶液；
2）半胱氨酸修饰透明质酸的制备：在烧杯中溶解3 mmol透明质酸，加入催化剂4 mmol的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐即EDC和4 mmol的N-羟基琥珀酰亚胺即NHS活化2 小时后再加入2 mmol的半胱氨酸，在室温下搅拌24 小时后，用分子量3000的透析袋透析4天后用冷冻干燥机干燥；
3）透明质酸修饰金纳米粒子聚集体的制备：取步骤1）所得的金纳米粒子水溶液20 mL，在20 mL金纳米粒子溶液中加入25 μL 0.5 M的NaOH水溶液搅拌，搅拌后加入半胱氨酸修饰的透明质酸，再加入1 mL 15 mg/mL的PEG-SH ，继续搅拌12 小时得到水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体（HA-Cys-Au NPs）。
步骤1）中金纳米粒子的制备方法采用已有的常规技术。
所述步骤2）中的干燥为冷冻干燥。
所述步骤2）中透明质酸与EDC及NHS摩尔量之比为3:4:4。
所述步骤2）中透明质酸与半胱氨酸的摩尔量之比为3:2。
所述步骤3）中NaOH水溶液浓度为0.5 M。
所述步骤3）中加入半胱氨酸修饰透明质酸的浓度为2.5 mg/mL。
所述步骤3）中加入PEG-SH的浓度为15 mg/mL。
应用上述方法制得水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs，
应用上述方法制得的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs在光热转换中的应用。
这种方法原料易得、合成工艺简单，聚合后的金纳米粒子具备良好的光热性能，材料毒性低且能够有效地把光能转换为热能，同时有潜在的生物应用价值，具备广阔的应用前景。
附图说明
图1为200 ug/mL透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs和水在650 nm1 W cm-2激光照射下温度变化的趋势示意图；
图2为实施例中透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs的紫外吸收光谱图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明内容作进一步的阐述，但不是对本发明的限定。
实施例：
一种水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs的制备方法，包括如下步骤：
1）金纳米粒子水溶液的制备：将浓度为0.01%的氯金酸即HAuCl4水溶液200 mL加入到三颈烧瓶中，在油浴下加热并搅拌回流至沸腾，然后迅速向三颈烧瓶加入浓度为1%的柠檬酸钠溶液6 mL，再继续加热回流30 分钟后，停止加热并在室温下回流冷却后用王水洗净后的瓶子中，并放入冰箱中冷藏保存，即得金纳米粒子水溶液；
2）半胱氨酸修饰透明质酸的制备：在烧杯中溶解3 mmol透明质酸，加入催化剂4 mmol的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐即EDC和4 mmol的N-羟基琥珀酰亚胺即NHS活化2 小时后再加入2 mmol的半胱氨酸，在室温下搅拌24 小时后，用分子量3000的透析袋透析4天后用冷冻干燥机干燥；
3）透明质酸修饰金纳米粒子聚集体的制备：取步骤1）所得的金纳米粒子水溶液20 mL，在20 mL金纳米粒子溶液中加入25 μL 0.5 M的NaOH水溶液搅拌，搅拌后加入半胱氨酸修饰的透明质酸，再加入1 mL 15 mg/mL的PEG-SH ，继续搅拌12 小时得到水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs。
步骤1）中金纳米粒子的制备方法采用已有的常规技术。
所述步骤2）中的干燥为冷冻干燥。
所述步骤2）中透明质酸与EDC及NHS摩尔量之比为3:4:4。
所述步骤2）中透明质酸与半胱氨酸的摩尔量之比为3:2。
所述步骤3）中NaOH水溶液浓度为0.5 M。
所述步骤3）中加入半胱氨酸修饰透明质酸的浓度为2.5 mg/mL。
所述步骤3）中加入PEG-SH的浓度为15 mg/mL。
应用上述方法制得水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs，
应用上述方法制得的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs在光热转换中的应用。
具体为：
实验例1：
1）金纳米粒子水溶液的制备：将氯金酸（HAuCl4）水溶液（0.01%）200 mL加入到三颈烧瓶中，在油浴下加热并搅拌回流至沸腾，迅速加入6 mL柠檬酸钠（1%）溶液，继续加热回流30min，溶液颜色由淡黄色变为酒红色，停止加热并在室温下回流冷却后放入冰箱中冷藏保存，即得金纳米粒子水溶液。
2）半胱氨酸修饰透明质酸的制备：将透明质酸1.137 g（3mmol）搅拌溶解于100 mL二次水中，加入催化剂1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）790.8 mg(4mmol)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS) 460.4 mg(4 mmol)活化2 h后加入半胱氨酸315.24 mg并在室温下搅拌24 h后，用分子量3000的透析袋透析4天后用冷冻干燥机冷冻干燥。
3）透明质酸修饰金纳米粒子聚集体的制备：在烧杯中加入20 mL金纳米粒子水溶液，加入20 μL NaOH（0.5 M）和2 mL (2.0 mg/mL)半胱氨酸修饰的透明质酸溶液，搅拌12 h后加入100 μL的PEG-SH溶液（15 mg/mL）。继续搅拌1 h得到透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体。
实验例2：将实验例1中所得的透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体配制成200 μg/mL的水溶液，用650 nm 1W cm-2激光照射，用红外热成像仪记录溶液的温度随光照时间的变化。参见图1，由图可见，随着光照时间的延长，透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体温度逐渐升高，照射10 min后，透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs的温度升高了29℃，水的温度基本不变，证明本发明的光热材料具有良好的光热升温效果。
实验例3：将实验例1所得的透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs，配制成100 μg/mL的水溶液，图2为透明质酸修饰金纳米粒子聚集体的紫外吸收图，在630 nm左右有强吸收，可以作为光热试剂。

Claims (9)

1.一种水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
1）金纳米粒子水溶液的制备:将浓度为0.01%的氯金酸即HAuCl4水溶液200 mL加入到三颈烧瓶中，在油浴下加热并搅拌回流至沸腾，然后迅速向三颈烧瓶加入浓度为1%的柠檬酸钠溶液6 mL，再继续加热回流30 分钟后，停止加热并在室温下回流冷却后倒入用王水洗净后的瓶子中，并放入冰箱中冷藏保存，即得金纳米粒子水溶液；
2）半胱氨酸修饰透明质酸的制备：在烧杯中溶解3 mmol透明质酸，加入催化剂4 mmol的1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐即EDC和4 mmol的N-羟基琥珀酰亚胺即NHS活化2 小时后再加入2 mmol的半胱氨酸，在室温下搅拌24 小时后，用分子量3000的透析袋透析4天后用冷冻干燥机干燥；
3）透明质酸修饰金纳米粒子聚集体的制备：取步骤1）所得的金纳米粒子水溶液20 mL，之后在20 mL金纳米粒子水溶液中加入25 μL 0.5 M的NaOH水溶液搅拌，搅拌后加入半胱氨酸修饰的透明质酸，再加入1 mL 15 mg/mL的PEG-SH ，继续搅拌12 小时得到水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs。
2.根据权利要求1所述的水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs的制备方法，其特征是，所述步骤2）中的干燥为冷冻干燥。
3.根据权利要求1所述的水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs的制备方法，其特征是，所述步骤2）中透明质酸与EDC及NHS摩尔量之比为3:4:4。
4.根据权利要求1所述的水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs的制备方法，其特征是，所述步骤2）中透明质酸与半胱氨酸的摩尔量之比为3:2。
5.根据权利要求1所述的水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs的制备方法，其特征是，所述步骤3）中NaOH水溶液的浓度为0.5 M。
6.根据权利要求1所述的水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs的制备方法，其特征是，所述步骤3）中加入半胱氨酸修饰透明质酸的浓度为2.5 mg/mL。
7.根据权利要求1所述的水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs的制备方法，其特征是，所述步骤3）中加入PEG-SH的浓度为15 mg/mL。
8.一种水溶性透明质酸修饰的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs，其特征是，其由权利要求1-7任一项所述制备方法制得。
9.权利要求1-7任一项所述的制备方法制得的金纳米粒子聚集体HA-Cys-Au NPs在光热转换中的应用。
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