CN110642876A - 半胱氨酸修饰金纳米颗粒和制备方法、应用及促进骨组织再生产品 - Google Patents

半胱氨酸修饰金纳米颗粒和制备方法、应用及促进骨组织再生产品 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒和制备方法、应用及促进骨组织再生产品，涉及生物医用材料技术领域，所述半胱氨酸修饰金纳米颗粒包括金纳米颗粒，所述金纳米颗粒通过化学键连接有半胱氨酸。本发明提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒在金纳米颗粒上通过化学键连接有半胱氨酸，使其能够进入牙周干细胞内部，从而促进牙周干细胞在缺损位点生长和分化，同时还具有良好的生物相容性和良好的光电性质，以有效促进骨组织的修复和再生。

Description

半胱氨酸修饰金纳米颗粒和制备方法、应用及促进骨组织再 生产品
技术领域
本发明涉及生物医用材料技术领域，尤其是涉及一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒和制备方法、应用及促进骨组织再生产品。
背景技术
牙周病是一种累及牙周支持组织的慢性非特异性的炎症性疾病，是口腔最常见的疾病之一。我国第四次全国口腔健康流行病学调查表明，在35 岁以上成年人中就约有85％患有不同程度的牙周病。而当牙周病发展至中晚期几乎所有的患牙均伴有一定程度的骨缺损。目前对于牙周骨缺损的治疗方法主要为清除牙菌斑、控制炎症状态以及再生性手术，但这些方法存在着疗效有限、预后难以预测等问题。牙槽骨骨量不足不仅不能为天然牙提供足够的支撑，也限制了后期的修复和种植治疗。缺乏理想的促进被破坏骨组织修复和再生的技术和方法仍是临床中亟待解决的关键问题。已有许多研究报道了以干细胞为基础的组织工程技术在再生牙槽骨组织中具有很好的疗效。然而，这一领域仍面临着细胞在缺损位点生长和分化不足等问题。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，从而促进牙周干细胞在缺损位点的生长和分化。
本发明提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒，包括金纳米颗粒，所述金纳米颗粒通过化学键连接有半胱氨酸。
进一步的，所述金纳米颗粒的粒径为5-100nm，优选为20-100nm，更优选为40-50nm。
本发明的目的之二在于提供上述半胱氨酸修饰金纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：通过自组装反应使半胱氨酸与金纳米颗粒通过化学键连接，得到半胱氨酸修饰金纳米颗粒。
进一步的，通过还原法制备得到金纳米颗粒。
进一步的，所述还原法制备金纳米颗粒包括如下步骤：
提供金源的水溶液和弱酸的水溶液，使两者均匀混合，得到金纳米颗粒；
优选地，将金源的水溶液加热后再与弱酸的水溶液均匀混合；
优选地，将金源的水溶液加热至95-105℃后，再与弱酸的水溶液均匀混合。
进一步的，所述金源包括氯金酸、氯金酸的水合物、氯化金、氯化金的水合物、氯金酸盐和氯金酸盐的水合物中的至少一种，优选为氯金酸的水合物，更优选为HAuCl4·3H2O；
优选地，所述弱酸包括柠檬酸、柠檬酸盐、乙二酸、乙二酸盐、丙二酸、丙二酸盐、丁二酸和丁二酸盐中的至少一种，优选为柠檬酸盐，更优选为柠檬酸钠。
进一步的，所述金源的水溶液的浓度为0.1-0.5mM，优选为0.2-0.3mM；
优选地，所述弱酸的水溶液的浓度为0.2-0.8wt％，优选为0.4-0.6wt％。
进一步的，将半胱氨酸溶液加入到金纳米颗粒溶液中，通过自组装反应使半胱氨酸与金纳米颗粒通过化学键连接，得到半胱氨酸修饰金纳米颗粒；
优选地，所述金纳米颗粒与所述半胱氨酸的摩尔比为100-200:1，优选为100-150:1，更优选为125:1；
本发明的目的之三在于提供上述半胱氨酸修饰金纳米颗粒在制备促进骨组织再生产品中的应用；
优选地，所述促进骨组织再生产品包括促进牙周膜干细胞成骨分化产品。
本发明的目的之四在于提供一种促进骨组织再生产品，包括本发明提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒；
优选地，所述促进骨组织再生产品包括促进牙周膜干细胞成骨分化产品。
本发明提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒在金纳米颗粒上通过化学键连接有半胱氨酸，使其能够进入牙周干细胞内部，从而促进牙周干细胞在缺损位点生长和分化，同时还具有良好的生物相容性和良好的光电性质，以有效促进骨组织的修复和再生。
本发明提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的制备方法工艺简单，操作方便，易于实现规模化生产，降低生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的zeta电位图；
图3为本发明实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的粒径分布图；
图4为本发明实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的透射电镜图；
图5为本发明实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与实施例15、实施例16及空白对照组成骨结果对照图；
图6为本发明实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒进入牙周膜干细胞内部的透射电镜图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的一个方面，本发明提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，包括金纳米颗粒，所述金纳米颗粒通过化学键连接有半胱氨酸。
在本发明中，化学键包括离子键、共价键和金属键。在本发明中通过采用化学键连接半胱氨酸和金纳米颗粒，使得两者的连接更为紧密。
在本发明中，半胱氨酸包括L-半胱氨酸。
金纳米颗粒由于其小粒径而具有许多独特的性质，如小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应、宏观隧道效应等，从而使得金纳米颗粒在光学、电学和磁学等方面具有广阔的应用前景。
本发明提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒在金纳米颗粒上通过化学键连接有半胱氨酸，使其能够进入牙周干细胞内部，从而促进牙周干细胞在缺损位点生长和分化，同时还具有良好的生物相容性和良好的光电性质，以有效促进骨组织的修复和再生。
在本发明的一种优选实施方式中，金纳米颗粒的粒径为5-200nm。
通过控制金纳米颗粒的粒径为5-200nm，从而使得半胱氨酸修饰金纳米颗粒更易于进入细胞内部，以更易于促进细胞与骨组织粘附及促进细胞在缺损位点的生长和分化。
典型但非限制性的，金纳米颗粒的粒径如为5、10、15、20、30、40、 50、60、70、80、90、100、120、150、180或200nm。
在本发明的进一步优选实施方式中，控制金纳米颗粒的粒径为 20-100nm时，金纳米颗粒的粒径分布更均匀，半胱氨酸修饰金纳米颗粒的性质更为均一，在促进骨组织修复和再生方面的性能更优，尤其是当金纳米颗粒的粒径为40-50nm时，半胱氨酸修饰金纳米颗粒的综合性能更为优异。
根据本发明的第二个方面，本发明提供了上述半胱氨酸修饰金纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：通过自组装反应使半胱氨酸与金纳米颗粒通过化学键连接，得到半胱氨酸修饰金纳米颗粒。
本发明通过自组装反应使半胱氨酸与金纳米颗粒通过化学键连接，工艺简单，操作方便，适于实现规模化生产，降低生产成本。
在本发明的一种优选实施方式中，通过还原法制备得到金纳米颗粒。
通过采用还原法制备金纳米颗粒，工艺更为简单，操作更为方便，更易于控制金纳米颗粒的粒径分布和尺寸形貌，从而也更有利于制备得到粒径分布适中、形貌规整的半胱氨酸修饰金纳米颗粒。
另外，通过还原法制备金纳米颗粒，使得金纳米颗粒表面存在羟基，从而使其更利于与半胱氨酸通过自组装反应使金纳米颗粒与半胱氨酸通过化学键稳定连接。
在本发明的一种优选实施方式中，还原法制备金纳米颗粒包括如下步骤：提供金源的水溶液和弱酸的水溶液，使两者均匀混合，得到金纳米颗粒。
采用金源和弱酸反应，工艺更为简单，金纳米颗粒的形貌更易于控制。
在本发明的一种优选实施方式中，在金源的水溶液和弱酸的水溶液混合的过程中采用超声、搅拌或震荡中的至少一种方式使得金源的水溶液和弱酸的水溶液均匀混合，优选采用搅拌的方式使得两者均匀混合。
上述“采用超声、搅拌或震荡中的至少一种方式”指的是既可以通过搅拌的方式使两者均匀混合，也可以通过超声的方式使两者均匀混合，还可以通过震荡的方式使两者均匀混合，同时也可以在在搅拌的同时辅助超声使得两者均匀混合。
在本发明的一种优选实施方式中，将金源的水溶液充分搅拌，然后将弱酸的水溶液以滴加的方式加入到金源的水溶液中，更利于制备得到形貌规整、粒径分布适中的金纳米颗粒。
在本发明的一种优选方式中，将金源的水溶液加热后再加入弱酸的水溶液，更利于快速制备得到金纳米颗粒。
在本发明的进一步优选实施方式中，将金源的水溶液加热至95-105℃后，再加入弱酸的水溶液，更利于控制金纳米颗粒尺寸和形貌，尤其是将金源的水溶液加热至沸腾后再加入弱酸的水溶液更利于控制反应条件，从而也更有利于控制生成的金纳米颗粒的尺寸和形貌。
典型但非限制性的，金源的水溶液加弱酸的水溶液的加热温度如为95、 96、97、98、99、100、101、102、103、104或105℃。
在本发明的一种优选实施方式中，金源包括氯金酸、氯金酸的水合物、氯化金、氯化金的水合物、氯金酸盐和氯金酸盐的水合物中的至少一种。
上述氯金酸盐包括但不限于氯金酸钾和氯金酸钠。
上述“至少一种”指的是，金源可以为氯金酸或氯金酸的水合物，还可以为氯化金或氯化金的水合物，也可以为氯金酸盐或氯金酸盐的水合物，同时还可以为上述任意两种或两种以上物质的混合物。
当金源为氯金酸的水合物时，成本更为低廉，更有利于降低金纳米颗粒的制备成本，尤其是当金源为HAuCl4·3H2O时，原料更为价廉易得。
在本发明的一种优选实施方式中，弱酸包括柠檬酸、柠檬酸盐、乙二酸、乙二酸盐、丙二酸、丙二酸盐、丁二酸和丁二酸盐中的至少一种。
上述柠檬酸盐包括但不限于柠檬酸钾及柠檬酸钠，乙二酸盐包括但不限于乙二酸钾及乙二酸钠，丙二酸盐包括但不限于丙二酸钾及丙二酸钠，丁二酸盐包括但不限于丁二酸钾及丁二酸钠。
上述“至少一种”指的是弱酸既可以选自柠檬酸或柠檬酸盐、也可以选自乙二酸或乙二酸盐、还可以选自丙二酸、丙二酸盐、丁二酸或丁二酸盐，同时也可以为上述任意两种或两种以上物质的混合物。
当弱酸为柠檬酸盐时，更利于控制还原反应的发生，从而更有利控制金纳米颗粒的形貌和尺寸，尤其是当弱酸为柠檬酸钠时，还原反应发生的进程更为可控，原料成本也更低廉。
在本发明的一种优选实施方式中，金源的水溶液的浓度为0.1-0.5mM。通过控制金源的水溶液的浓度，以利于控制金纳米颗粒的生成反应，从而利于得到形貌规整、粒径分布均匀的金纳米颗粒，尤其是当金源的水溶液的浓度为0.2-0.3mM时，更有利于得到形貌规整、粒径分布适中的金纳米颗粒。
典型但非限制性的，金源的水溶液的浓度为0.1mM、0.2mM、0.22mM、 0.25mM、0.28mM、0.3mM、0.4mM或0.5mM。
在本发明的一种优选实施方式中，弱酸的水溶液的浓度为0.2-0.8wt％。通过控制弱酸的水溶液的浓度，以利于控制金纳米颗粒的生成反应，从而利于得到形貌规整、粒径分布均匀的金纳米颗粒，尤其是当弱酸的水溶液的浓度为0.4-0.6wt％时，更有利于得到形貌规整、粒径分布适中的金纳米颗粒。
典型但非限制性的，弱酸的水溶液的浓度如为0.2wt％、0.3wt％、 0.4wt％、0.45wt％、0.5wt％、0.55wt％、0.6wt％、0.7wt％或0.8wt％。
在本发明的一种优选实施方式中，通过半胱氨酸溶液加入到金纳米颗粒溶液中，更利于半胱氨酸与金纳米颗粒之间进行充分的自组装反应，从而更有利于半胱氨酸与金纳米颗粒通过化学键连接，得到半胱氨酸修饰金纳米颗粒。
在本发明的一种优选实施方式中，半胱氨酸溶液的浓度为 0.08-0.12mM，优选为0.1mM。
通过控制半胱氨酸溶液的浓度为0.08-0.12mM，以利于半胱氨酸与金纳米颗粒能够充分反应，提高半胱氨酸在半胱氨酸修饰金纳米颗粒上的负载率，尤其是当半胱氨酸溶液的浓度为0.1mM时，更以利于与金纳米颗粒进行自组装反应，得到高半胱氨酸负载率的半胱氨酸修饰金纳米颗粒。
典型但非限制性的，半胱氨酸溶液的浓度如为0.08、0.09、0.1、0.11 或0.12mM。
在本发明的一种优选实施方式中，金纳米颗粒的浓度为0.2-0.3mM，优选为0.25mM。
通过控制金纳米颗粒的浓度为0.2-0.3mM，以利于半胱氨酸与金纳米颗粒能够充分反应，提高半胱氨酸在半胱氨酸修饰金纳米颗粒上的负载率，尤其是当金纳米颗粒溶液的浓度为0.1mM时，更以利于与金纳米颗粒进行自组装反应，得到高半胱氨酸负载率的半胱氨酸修饰金纳米颗粒。
典型但非限制性的，金纳米颗粒溶液的浓度为0.2、0.22、0.25、0.28 或0.3mM。
在本发明的一种优选实施方式中，金纳米颗粒与所述半胱氨酸的摩尔比为100-200:1。通过控制金纳米颗粒与半胱氨酸的摩尔比，以得到更易于进入牙周干细胞内部的半胱氨酸修饰金纳米颗粒。在通过自组装反应使得金纳米颗粒与半胱氨酸进行化学键连接时，半胱氨酸稍过量，以提高半胱氨酸修饰金纳米颗粒中半胱氨酸的负载率，从而更有利于半胱氨酸修饰金纳米颗粒进入牙周干细胞内部，但是当金纳米颗粒与半胱氨酸的摩尔比高于200:1时，则半胱氨酸修饰金纳米颗粒中半胱氨酸负载率较低，不利于半胱氨酸修饰金纳米颗粒进入牙周干细胞内部，当金纳米颗粒与半胱氨酸的摩尔比低于100:1时，则半胱氨酸过量较多，易于造成半胱氨酸的浪费。尤其是当金纳米颗粒与半胱氨酸的摩尔比为100-150:1时，更有利于得到易于进入牙周干细胞内部的半胱氨酸修饰金纳米颗粒。
典型但非限制性的，金纳米颗粒与半胱氨酸的摩尔比如为100:1、110:1、 120:1、130:1、140:1、150:1、160:1、170:1、180:1、190:1或200:1。
根据本发明的第三个方面，本发明提供了上述半胱氨酸修饰金纳米颗粒在制备促进骨组织再生产品中的应用。
本发明提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒易于进入牙周干细胞内，促进牙周干细胞在缺损位点的生长和分化，促进骨组织的修复和再生，能够用于促进骨组织修复和再生的产品中。
在本发明的一种优选实施方式中，促进骨组织再生产品包括促进牙周膜干细胞成骨分化产品。
本发明提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒对牙周膜干细胞成骨分化表现出良好的促进作用，能够用于牙周膜干细胞成骨分化产品中。
根据本发明的第四个方面，本发明提供了一种促进骨组织再生的产品，包括本发明提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒。
本发明提供的促进骨组织再生的产品，通过半胱氨酸修饰金纳米颗粒，促进牙周干细胞在缺损位点的生长和分化，促进骨组织的修复和再生。
在本发明的一种优选实施方式中，促进骨组织再生产品包括促进牙周膜干细胞成骨分化产品。
本发明提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒对牙周膜干细胞成骨分化表现出良好的促进作用，能够用于牙周膜干细胞成骨分化产品中。
下面结合实施例和对比例对本发明提供的技术方案做进一步的描述。
实施例1
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，其包括金纳米颗粒，该金纳米颗粒通过化学键连接有半胱氨酸，结构示意图如图1所示，其中 AuNPs代表的是金纳米颗粒。
本实施例提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒按照如下步骤制备得到：
(1)将1mL 5mM的HAuCl4·3H2O加入到18mL的去离子水中，得到氯金酸的水溶液；
(2)将氯金酸的水溶液充分搅拌加热至沸腾，并在保持加热的情况下，一边缓慢滴加0.365mL的0.5wt％的柠檬酸钠溶液，一边搅拌，使Au3+还原为Au；继续搅拌15min，冷却至室温即得到金纳米颗粒；
(3)将金纳米颗粒配置成浓度为0.25mM，pH值为5.5的金纳米颗粒溶液，然后将100μL 0.1mM的L-半胱氨酸加入上述新鲜制备的5mL浓度为0.25mM的金纳米颗粒溶液中，充分搅拌2小时；离心后去掉液体，以去除未结合的L-半胱氨酸，用去离子水重悬，得到半胱氨酸修饰金纳米颗粒。
实施例2
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，本实施例提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒制备方法的不同之处在于，步骤(1)中提供的氯金酸的水溶液的浓度为0.2mM，其余步骤均同实施例1，在此不再赘述。
实施例3
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，本实施例提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒制备方法的不同之处在于，步骤(1)中提供的氯金酸的水溶液的浓度为0.3mM，其余步骤均同实施例1，在此不再赘述。
实施例4
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，本实施例提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒制备方法的不同之处在于，步骤(2)中提供的氯金酸的水溶液的浓度为0.1mM，其余步骤均同实施例1，在此不再赘述。
实施例5
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，本实施例提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒制备方法的不同之处在于，步骤(1)中提供的氯金酸的水溶液的浓度为0.5mM。
实施例6
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，本实施例提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒制备方法的不同之处在于，步骤(2)中加入0.913mL浓度为0.2wt％的柠檬酸钠溶液，其余步骤同实施例1，在此不再赘述。
实施例7
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，本实施例提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒制备方法的不同之处在于，步骤(2)中加入0.228mL浓度为0.8wt％的柠檬酸钠溶液，其余步骤同实施例1，在此不再赘述。
实施例8
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，本实施例提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒制备方法的不同之处在于，步骤(2)中加入0.456mL浓度为0.4wt％的柠檬酸钠溶液，其余步骤同实施例1，在此不再赘述。
实施例9
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，本实施例提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒制备方法的不同之处在于，步骤(2)中加入0.304mL浓度为0.6wt％的柠檬酸钠溶液，其余步骤同实施例1，在此不再赘述。
实施例10
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，本实施例提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与实施例1的不同之处在于，在步骤(3)中，将100 μL 0.1mM的L-半胱氨酸加入上述新鲜制备的4mL浓度为0.25mM的金纳米颗粒溶液中，其余步骤同实施例1，在此不再赘述。
实施例11
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，本实施例提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与实施例1的不同之处在于，在步骤(3)中，将100 μL 0.1mM的L-半胱氨酸加入上述新鲜制备的8mL浓度为0.25mM的金纳米颗粒溶液中，其余步骤同实施例1，在此不再赘述。
实施例12
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，本实施例提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与实施例1的不同之处在于，在步骤(3)中，将100 μL 0.1mM的L-半胱氨酸加入上述新鲜制备的6mL浓度为0.25mM的金纳米颗粒溶液中，其余步骤同实施例1，在此不再赘述。
实施例13
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，本实施例提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与实施例1的不同之处在于，在步骤(1)中，将 HAuCl4·3H2O替换为氯金酸钾。
实施例14
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，本实施例提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与实施例1的不同之处在于，在步骤(2)中，将柠檬酸钠替换为乙二酸钾。
实施例15
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，其制备方法包括如下步骤：
(1)将1mL1wt％的HAuCl4·3H2O加入到90mL的去离子水中，得到氯金酸的水溶液；
(2)将氯金酸的水溶液充分搅拌加热至沸腾，并在保持加热的情况下，缓慢滴加2mL的38.8mM的柠檬酸钠溶液，搅拌1min，再将1mL0.075wt％ NaBH4缓慢加入，继续搅拌5min，冷却至室温即得到金纳米颗粒；
(3)将金纳米颗粒配置成浓度为0.25mM，pH值为5.5的金纳米颗粒溶液，然后将100μL 0.1mM的L-半胱氨酸加入上述新鲜制备的5mL浓度为0.25mM的金纳米颗粒溶液中，充分搅拌2小时；离心后去掉液体，以去除未结合的L-半胱氨酸，用去离子水重悬，得到半胱氨酸修饰金纳米颗粒。
实施例16
本实施例提供了一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，其制备方法包括如下步骤：
(1)将1mL 5mL的HAuCl4·3H2O加入到18mL的去离子水中，得到氯金酸的水溶液；
(2)将氯金酸的水溶液充分搅拌加热至沸腾，并在保持加热的情况下，缓慢滴加1mL的0.5wt％的柠檬酸钠溶液，一边搅拌，使Au3+还原为Au；继续搅拌15min，冷却至室温即得到金纳米颗粒；
(3)将金纳米颗粒配置成浓度为0.25mM，pH值为5.5的金纳米颗粒溶液，然后将100μL 0.1mM的L-半胱氨酸加入上述新鲜制备的5mL浓度为0.25mM的金纳米颗粒溶液中，充分搅拌2小时；离心后去掉液体，以去除未结合的L-半胱氨酸，用去离子水重悬，得到半胱氨酸修饰金纳米颗粒。
对比例1
本对比例1提供了一种金纳米颗粒，其制备方法同实施例1中步骤(1) -(2)，在此不再赘述。
试验例1
将实施例1-16提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒及对比例1提供的金纳米颗粒进行水合粒径及透射电镜检测，结果显示实施例1-16提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒及对比例1提供的金纳米颗粒的粒径均为纳米级，且粒径分布均为均匀，均集中在5-200nm之间。
通过对比实施例1-13的水合粒径分布图及透射电镜图发现，实施例1-3 及实施例8-13提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的形貌更为规整，粒径分布更为均匀，其中实施例1及实施例10-12提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的形貌更规整，粒径分布更均匀，且粒径集中在40-60nm之间。而实施例15 提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的平均粒径为5nm，实施例16提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的平均粒径为13nm。
图2为实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的水合粒径图，从图1 可以看出，实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的水合粒径的平均粒径为45nm。
通过观察实施例15-16提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的水合粒径图，发现实施例15提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的平均粒径为5nm；实施例 16提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的平均粒径为13nm。
图3为实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的透射电镜图，从图3 可以看出，实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒形貌规整，粒径分布在20-50nm之间。
试验例2
将实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒及对比例1提供的金纳米颗粒进行zeta电位检测，检测结果如表1所示。
表1
Zeta电位(mV)
实施例1 -19
对比例1 -1.9
从表1可以看出，实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的zeta电位为-19mV，而对比例提供的金纳米颗粒的zeta电位为-1.9mV。
图4为实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的zeta电位图，从图 4可以看出，实施例1提供半胱氨酸修饰金纳米颗粒的zeta电位分布在 -19mV。
试验例3
将实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒、实施例15-16提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒及空白对照组进行成骨测试，采用碱性磷酸酶(ALP) 活性水平及矿化结节形成率表征成骨性能，成骨测试方法如下：使用含实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的成骨诱导培养基(半胱氨酸修饰金纳米颗粒的浓度为10μM)培养细胞，含等量溶剂的成骨诱导培养基 (ddH2O)作为空白对照组。在成骨诱导的第7天通过p-NPP碱性磷酸酶活性检测试剂盒(显色法)检测ALP活性水平，在成骨诱导的21天通过茜素红染色及von Kossa染色检测其矿化结节形成率，测试结果如表2所示。
表2
碱性磷酸酶活性(nmol) 矿化结节形成率(％)
实施例1 9.53±0.173 64.15±4.168
实施例15 8.01±0.440 6.95±2.979
实施例16 9.33±0.141 38.76±4.002
空白对照组 8.72±0.099 26.70±4.033
从表2可以看出，实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒相对于空白对照组具有更高的碱性磷酸酶活性和矿化结节形成率，其能够更有效促进牙周膜干细胞的成骨分化。
图5为实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒、实施例15-16提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒与空白对照组进行成骨测试的结果对比图；其中， con代表的为空白对照组，45nm代表的是实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒，13nm代表的是实施例16提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒，5nm 代表的实施例15提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒；ARS代表的是茜素红染色后成骨图，von Kossa代表的是冯库萨染色后的成骨图；从图5可以看出，实施例15提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒抑制了成骨分化，实施例16和实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒均有效促进了牙周膜干细胞的成骨分化及矿化，且实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒在成骨分化和矿化方面的效果优于实施例16。
试验例4
将实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒稀释成10μM浓度的溶液后，与牙周膜干细胞进行孵育，孵育24小时后，其结果如图6所示，从图6可以看出，实施例1提供的半胱氨酸修饰金纳米颗粒进入牙周膜干细胞的内部。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种半胱氨酸修饰金纳米颗粒，其特征在于，包括金纳米颗粒，所述金纳米颗粒通过化学键连接有半胱氨酸。
2.根据权利要求1所述的半胱氨酸修饰金纳米颗粒，其特征在于，所述金纳米颗粒的粒径为5-200nm，优选为20-100nm，更优选为40-50nm。
3.根据权利要求1或2所述的半胱氨酸修饰金纳米颗粒的制备方法，包括如下步骤：通过自组装反应使半胱氨酸与金纳米颗粒通过化学键连接，得到半胱氨酸修饰金纳米颗粒。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，通过还原法制备得到金纳米颗粒。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述还原法制备金纳米颗粒包括如下步骤：
提供金源的水溶液和弱酸的水溶液，使两者均匀混合，得到金纳米颗粒；
优选地，将金源的水溶液加热后再与弱酸的水溶液均匀混合；
优选地，将金源的水溶液加热至95-105℃后，再与弱酸的水溶液均匀混合。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述金源包括氯金酸、氯金酸的水合物、氯化金、氯化金的水合物、氯金酸盐和氯金酸盐的水合物中的至少一种，优选为氯金酸的水合物，更优选为HAuCl4·3H2O；
优选地，所述弱酸包括柠檬酸、柠檬酸盐、乙二酸、乙二酸盐、丙二酸、丙二酸盐、丁二酸和丁二酸盐中的至少一种，优选为柠檬酸盐，更优选为柠檬酸钠。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述金源的水溶液的浓度为0.1-0.5mM，优选为0.2-0.3mM；
优选地，所述弱酸的水溶液的浓度为0.2-0.8wt％，优选为0.4-0.6wt％。
8.根据权利要求3-7任一项所述的制备方法，其特征在于，将半胱氨酸溶液加入到金纳米颗粒溶液中，通过自组装反应使半胱氨酸与金纳米颗粒通过化学键连接，得到半胱氨酸修饰金纳米颗粒；
优选地，所述金纳米颗粒与所述半胱氨酸的摩尔比为100-200:1，优选为100-150:1，更优选为125:1。
9.根据权利要求1或2所述的半胱氨酸修饰金纳米颗粒在制备促进骨组织再生产品中的应用；
优选地，所述促进骨组织再生产品包括促进牙周膜干细胞成骨分化产品。
10.一种促进骨组织再生产品，其特征在于，包括权利要求1或2所述的半胱氨酸修饰金纳米颗粒；
优选地，所述促进骨组织再生产品，包括促进牙周膜干细胞成骨分化产品。
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