CN110270694B - 一种圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料合成方法 - Google Patents

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Abstract

一种圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料合成方法，属于材料化学领域。本发明包括合成金纳米三角，将其作为生长所需的种子；随后将表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和氯金酸混匀作为生长液，加入还原剂抗坏血酸，最后加入特定氨基酸组成的手性二肽和作为种子的金纳米三角，在不同偏振条件下照射进行反应；反应结束后离心去上清，取沉淀在CTAB中重悬，重复若干次后得到圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料。本发明提供了一种简单有效的制备强手性纳米材料的方法，对开发强手性纳米材料在生物，医学，光学等领域的应用打下了扎实的基础。

Description

一种圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料合成方法
技术领域
本发明涉及一种圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料合成方法，属于材料化学领域。
背景技术
手性一直受到物理学、化学和生物学界科学家的高度重视，并在化学、粒子物理等多个领域发挥着重要的作用。近年来，手性纳米材料由于其在手性分离、手性催化、手性药物、生物标记与检测和光学超材料等领域展现出的应用前景，使其成为新兴的研究热点。对于手性纳米材料来说，其手性来源主要有三部分：1）由于手性配体的引入导致的手性；2）由于表面结构的手性排布而导致的手性；3）内核结构本质手性。但事实上，大多数手性纳米颗粒的手性光学信号较弱，这在一定程度上阻碍了手性纳米材料应用潜能的开发。因此，设计一种简单有效的制备强手性纳米材料的方法具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足之处，提供一种圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料合成方法。
本发明的技术方案，一种圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料合成方法，步骤为：合成金纳米三角，将其作为生长所需的种子；纳米材料合成的反应过程为：随后将表面活性剂CTAB和氯金酸混匀作为生长液，加入还原剂抗坏血酸，最后加入特定氨基酸组成的手性二肽和作为种子的金纳米三角，在不同偏振条件下照射进行反应；反应结束后离心去上清，取沉淀在CTAB中重悬，重复2-4次后得到圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料。
所述金纳米三角的制备如下：
（1）在反应瓶中加入8mL超纯水，1.5-2mL 100mmol/L CTAC，混合均匀；
（2）加入50-75μL 10mmol/L KI溶液，80μL 25.4mmol/L AuHCl4 溶液和20μL 1mol/L的NaOH溶液，混合均匀；加入 80-100μL 64mmol/L 的抗坏血酸溶液还原Au3+；快速加入8-10μL 0.33mol/L的NaOH溶液，充分混匀2~3s，室温下静置反应10min；
（3）反应完成后，3.4 xg离心10min；弃上清，将沉淀重悬在1mM CTAB中，同样的离心操作，重复三次，制得金纳米三角。
所述圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料合成方法，具体反应过程如下：
（1）在反应瓶中加入3.95mL超纯水，0.8mL 0.1mol/L CTAB和0.2mL 0.01mol/LHAuCl4，混合均匀；再加入0.475mL 0.1mol/L的抗坏血酸，混合均匀；
（2）分别加入3-5μL 4mmol/L半胱氨酸-苯丙氨酸的二肽和50μL的金纳米三角，将溶液迅速混匀并立即置于594nm波长，不同偏振条件下照射，光功率为18-127mW/cm2 ，光照时间为40min；反应结束后1.7 xg离心1-2min，弃上清，将沉淀重悬在1mM CTAB中；同样的离心操作，重复三次，制得圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料。
步骤（2）中所述不同偏振条件下具体为垂直偏振，左圆偏振或右圆偏振。
本发明的有益效果：本发明提供了一种简单有效的制备强手性纳米材料的方法，对开发强手性纳米材料在生物，医学，光学等领域的应用打下了扎实的基础。
附图说明
图1为本发明的实施例2所制备594nm线偏振光不同功率条件下手性纳米材料的圆二色谱图。
图2为本发明的实施例2选用594nm不同手性光光照条件下合成的纳米材料的圆二色谱图。
图3为本发明的实施例2选用594nm不同手性光光照条件下合成的纳米材料的扫描电镜图。
具体实施方式
实施例1 金纳米三角的制备
（1）在反应瓶中加入8 mL超纯水，1.6 mL 100mmol/L CTAC，混合均匀；
（2）加入75μL 10 mmol/L KI 溶液，80μL 25.4mmol/L AuHCl4 溶液和20μL 1mol/L的NaOH溶液，混合均匀；加入 80 μL 64mmol/L 的抗坏血酸溶液还原Au3+；快速加入8-10μL0.33mol/L的NaOH溶液，充分混匀2~3s，室温下静置反应10min；
（3）反应完成后，3.4 xg 离心10min。弃上清，将沉淀重悬在1mmol/L CTAB中，同样的离心操作，重复三次，目的是去除多余的反应物。
实施例2 具有强手性的纳米材料的制备
（1）在反应瓶中加入3.95 mL超纯水，0.8mL 0.1mol/L CTAB和 0.2mL 0.01mol/LHAuCl4，混合均匀；加入0.475mL 0.1mol/L 的抗坏血酸，混合均匀；
（2）分别加入5μL 4mmol/L半胱氨酸-苯丙氨酸的二肽和50μL 的金纳米三角，将溶液迅速混匀并立即置于594nm 波长，不同偏振条件下照射： 垂直偏振，左圆偏振或右圆偏振。光功率为84mW/cm2 ,光照时间为40 min。反应结束后1.7xg 离心 2min，弃上清，将沉淀重悬在1mmol/L CTAB中。同样的离心操作，重复三次。
将所得的纳米材料在不同条件下进行照射，结果如图1-3所示。
由图1可知，594nm的激光可以在一定功率范围内增强纳米材料的手性光学活性。功率为84 mW/cm2时，增强作用最明显。
由图2可知，不同的偏振条件下594nm波长的光对材料光学活性的增强效果不同。对于使用L型二肽合成的材料，594 nm,LCP光的增强作用最强；对于使用D型二肽合成的材料，594 nm，RCP光的增强作用最强。
由图3可知，使用L型二肽、在594nm不同偏振光条件下合成的手性纳米材料在扫描电镜图上呈现明显差别。L-NCs+RCP, L-NCs+LP, L-NCs+LCP三种不同光照条件下合成材料的手性信号是依次增强的，随着手性信号的增强，材料骨架结构的曲率增加，周边的凹陷变深。

Claims (3)

1.一种圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料合成方法，其特征在于反应过程为：将表面活性剂CTAB和氯金酸混匀作为生长液，加入还原剂抗坏血酸，最后加入手性二肽和作为种子的金纳米三角，在不同偏振条件下照射进行反应；反应结束后离心去上清，取沉淀在CTAB中重悬，重复若干次后得到圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料；
反应过程如下：
（1）在反应瓶中加入3.95mL超纯水，0.8mL 0.1mol/L CTAB和0.2mL 0.01mol/L HAuCl4，混合均匀；再加入0.475mL 0.1mol/L的抗坏血酸，混合均匀；
（2）分别加入3-5μL 4mmol/L半胱氨酸-苯丙氨酸的二肽和50μL的金纳米三角，将溶液迅速混匀并立即置于594nm波长，不同偏振条件下照射，光功率为18-127mW/cm2 ，光照时间为40min；反应结束后1.7 xg离心1-2min，弃上清，将沉淀重悬在1mM CTAB中；同样的离心操作，重复三次，制得圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料。
2.根据权利要求1所述圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料合成方法，其特征在于：步骤（2）中所述不同偏振条件下具体为垂直偏振，左圆偏振或右圆偏振。
3.根据权利要求1所述圆偏振光促手性光学活性增强的纳米材料合成方法，其特征在于：步骤（2）中所述金纳米三角的制备如下：
（1）在反应瓶中加入8mL超纯水，1.5-2mL 100mmol/L十六烷基三甲基氯化铵CTAC，混合均匀；
（2）加入50-75μL 10mmol/L KI溶液，80μL 25.4mmol/L HAuCl4溶液和20μL 1mol/L的NaOH溶液，混合均匀；加入 80-100μL 4mmol/L 的抗坏血酸溶液还原Au3+；快速加入8-10μL0.33mol/L的NaOH溶液，充分混匀2~3s，室温下静置反应10min；
（3）反应完成后，3.4 xg离心10min；弃上清，将沉淀重悬在1mM CTAB中，同样的离心操作，重复三次，制得金纳米三角。
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