CN111940754A - 一种基于柠檬酸钠还原法提取粒径均匀的纳米金颗粒及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于柠檬酸钠还原法提取粒径均匀的纳米金颗粒及其制备方法，其基于经典柠檬酸钠还原法制备纳米金实验的基础上，选用电炉加热，1％PVP作为保护剂，1％柠檬酸钠还原剂剂量控制在12～16ml范围内；该条件下制备的纳米金粒径均匀，其粒径大小在18±2nm之间，该制备方法制备的纳米金具有分散性好、稳定性佳、无细胞毒性的特点，且该方法操作简单、可重复性强。
Description
技术领域
本发明涉及纳米材料制备技术领域，更具体涉及一种基于柠檬酸钠还原法提取粒径均匀的纳米金颗粒及其制备方法。
背景技术
纳米金即指金的微小颗粒，其直径在1～100nm，具有高电子密度、介电特性和催化作用，能与多种生物大分子结合，且不影响其生物活性。由氯金酸通过还原法可以方便地制备各种不同粒径的纳米金，其颜色依直径大小而呈红色至紫色。作为现代四大标记技术之一的纳米金标记技术(nanogold labelling techique)，实质上是蛋白质等高分子被吸附到纳米金颗粒表面的包被过程。吸附机理可能是纳米金颗粒表面负电荷，与蛋白质的正电荷基团因静电吸附而形成牢固结合，而且吸附后不会使生物分子变性，由于金颗粒具有高电子密度的特性，在金标蛋白结合处，在显微镜下可见黑褐色颗粒，当这些标记物在相应的配体处大量聚集时，肉眼可见红色或粉红色斑点，因而用于定性或半定量的快速免疫检测方法中。由于球形的纳米金粒子对蛋白质有很强的吸附功能，可以与葡萄球A蛋白、免疫球蛋白、毒素、糖蛋白、酶、抗生素、激素、牛血清白蛋白等非共价结合，因而在基础研究和实验中成为非常有用的工具。
近年来，纳米金材料在基础医学和生物医学工程领域取得了令人瞩目的成绩，也因其独特的理化特性受到医疗界的广泛青睐。Anna等人研究发现10～20nm范围内的纳米金对人体细胞无明显毒性，因此，研究性能稳定、大小均匀、粒径可控、操作简单的无毒纳米金的制备方法已成为人们关注的课题。
纳米粒子由于尺寸小，其稳定性较差，制备及储存过程中极易受到各种因素的影响，使得最终的产品粒径均一度下降。目前制备纳米金的方法包括化学法和物理法两大类。化学制备方法主要有氧化还原法、电化学法、紫外光分解法等；物理方法主要有真空蒸镀法、电分散法、激光消融法等。
现阶段针对规则纳米金微粒制备的研究处于探索阶段，采用目前已有方法制备出的纳米金存在的弊端主要是可重复性差、粒径不可控、分散性差、稳定性不佳且存在细胞毒性。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的在于基于现有的柠檬酸钠还原法制备纳米金实验的基础上，选用电炉加热，1％PVP作为保护剂，1％柠檬酸钠还原剂剂量控制在12～16ml范围内，该制备方法制备的纳米金具有分散性好、稳定性佳、无细胞毒性的特点，且该方法操作简单、可重复性强。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种基于柠檬酸钠还原法提取粒径均匀的纳米金颗粒的制备方法，包括如下步骤：
1)取250ml锥形瓶6支，按数字1-6的顺序进行编号，在各个锥形瓶中分别加入超纯水200ml和1％氯金酸2ml；使各瓶中氯金酸溶液终浓度为0.01％；
2)将6只锥形瓶放入500W的电炉中加热5min,待瓶中液体沸腾后取出；立即按编号向其内分别加入1％柠檬酸钠，各个锥形瓶加入的柠檬酸钠依次为12ml、12.8ml、13.6ml、14.4ml、15.2ml和16ml；并用600w的磁力搅拌器搅拌3min停止；
3)将步骤2)中的锥形瓶再次放入电炉中加热20min，加热后再搅拌3min；溶液变为黑紫蓝色；
4)步骤3)重复1～4次；直至瓶内溶液的颜色变为透亮的深紫蓝色停止；即得到纳米金溶胶；
5)将步骤4)中制备好的6瓶纳米金溶胶冷却至室温，再向6个锥形瓶内各加入1％PVP 0.4ml作为保护剂，且避光保存。
一种基于上述所述的制备方法获得纳米金颗粒的方法，其中，
将所制得的纳米金溶胶在功率为300W的烤灯下烘烤10min，使其干燥；即可获得不同粒径的纳米金颗粒；用透射电镜对其进行外观、粒径及分散程度进行分析。
上述方法获得的纳米金颗粒，其中，所述纳米金颗粒的粒径为16～20nm。
与现有技术相比，本发明产生的有益效果主要体现在：
本发明的一种基于柠檬酸钠还原法提取粒径均匀的纳米金颗粒的制备方法，其基于经典柠檬酸钠还原法制备纳米金实验的基础上，选用电炉加热，1％PVP作为保护剂，1％柠檬酸钠还原剂剂量控制在12～16ml范围内，基于上述方法制得的纳米金粒径均匀，且分散性好、稳定性佳、无细胞毒性；
本发明的一种基于柠檬酸钠还原法提取粒径均匀的纳米金颗粒的制备方法，该方法具有操作简单、可重复性强的特点。
本发明的一种基于柠檬酸钠还原法提取粒径均匀的纳米金颗粒的制备方法，
附图说明
图1为不同剂量(ml)柠檬酸钠制备出的纳米金紫外-分光光度计测量吸光谱图；
图2为不同剂量(ml)柠檬酸钠制备的纳米金电镜图；(A、B、C、D、E、F柠檬酸钠剂量依次为12、12.8、13.6、14.4、15.2、16ml)
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明的一种基于柠檬酸钠还原法提取粒径均匀的纳米金颗粒的制备方法，包括如下步骤：
1)取250ml锥形瓶6支，按数字1-6的顺序进行编号，在各个锥形瓶中分别加入超纯水200ml和1％氯金酸2ml；使各瓶中氯金酸溶液终浓度为0.01％；
2)将6只锥形瓶放入500W的电炉中加热5min,待瓶中液体沸腾后取出；立即按编号向其内分别加入1％柠檬酸钠，各个锥形瓶加入的柠檬酸钠依次为12ml、12.8ml、13.6ml、14.4ml、15.2ml和16ml；并用600w的磁力搅拌器搅拌3min停止；
3)将步骤2)中的锥形瓶再次放入电炉中加热20min，加热后再搅拌3min；溶液变为黑紫蓝色；
4)步骤3)重复4次；直至瓶内溶液的颜色变为透亮的深紫蓝色停止；即得到纳米金溶胶；
5)将步骤4)中制备好的6瓶纳米金溶胶冷却至室温，再向6个锥形瓶内各加入1％PVP 0.4ml作为保护剂，且避光保存。
本发明的一种基于上述所述的制备方法获得纳米金颗粒的方法，其中，
将所制得的纳米金溶胶在功率为300W的烤灯下烘烤10min，使其干燥；即可获得不同粒径的纳米金颗粒；用透射电镜对其进行外观、粒径及分散程度进行分析。
本发明的所获得纳米金颗粒，其中，所述纳米金颗粒的粒径为16～20nm。
实验分析如下：
本发明的一种基于柠檬酸钠还原法提取粒径均匀的纳米金颗粒的制备方法，柠檬酸钠还原法并分别从加热方式、保护剂、柠檬酸钠用量等方面进行部分改良，实验所涉及试剂全部4℃避光保存。所制备纳米金溶胶均采用目测法对其颜色进行描述、紫外-分光光度计测量吸光谱、透射电镜进行外观、粒径及分散程度的特征鉴定分析。
实验室室温22.5℃，当地沸点98℃，制备方法为柠檬酸钠还原法并分别从加热方式、保护剂、柠檬酸钠用量等方面进行部分改良，实验所涉及试剂全部4℃避光保存。所制备纳米金溶胶均采用目测法对其颜色进行描述、紫外-分光光度计测量吸光谱、透射电镜进行外观、粒径及分散程度的特征鉴定分析。详细步骤如下：
取250ml锥形瓶6支，按顺序编号，各锥形瓶中分别加入超纯水200ml和1％氯金酸2ml。使各瓶中氯金酸溶液终浓度为0.01％，将6只锥形瓶放入电炉中加热5min(500W),待瓶中液体沸腾后取出，立即按编号顺序加入1％柠檬酸钠12ml、12.8ml、13.6ml、14.4ml、15.2ml和16ml并用磁力搅拌器搅拌3min(600W)，然后取下用电炉加热20min,加热后搅拌3min,再加热20min，搅拌3min，如此共重复4遍，上述操作过程中密切观察锥形瓶中溶液颜色变化，第一次加热期间无颜色变化，加入1％柠檬酸钠溶液并搅拌后颜色变为黑紫蓝色，继续加热搅拌后颜色均逐渐变淡，最终瓶中液体颜色变为透亮的深紫蓝色，将6瓶制备好的纳米金溶胶冷却至室温，最后在6个锥形瓶内各加入1％PVP 0.4ml作为保护。
最后对纳米金溶胶进行目测法颜色描述、紫外-分光光度计吸光度测量、透射电镜外观、粒径及分散程度特征鉴定分析。
实验结果表征
第一种：目测法
将上述制备好的纳米金溶胶避光保存至室温后分别装进同规格的透明试管中，按实验方法对试管编号；在外界环境相同的情况下，分别对各组纳米金溶胶进行目测观察；针对同组不同编号的纳米金溶胶的颜色差异比对分析，从而得出纳米金溶胶的色差与实验方法之间的联系。
目测结果
结果表明按上述方法所制备出的纳米金最终颜色呈透亮的深紫蓝色，在4℃冰箱中避光保存1个月均不变色、无沉淀生成、粒径均一、分散程度良好。
第二种：紫外-分光光度计分析法
如图1所示，对所制备出的各组纳米金溶胶进行400-600nm全波长紫外-分光光度计测量吸光谱，对同组中纳米金溶胶的波峰高度、红移、蓝移现象分析比较。
分析结果：
此种方法所制备出的纳米金胶体的紫外-可见吸收光谱最大吸收峰峰位均为520nm且各组的最大吸光度值不同，最大的吸光度值为0.126，此组柠檬此组柠檬酸钠用量为13.6ml。
第三种：透射电镜
如图2所示，将所制纳米金溶胶样品在烤灯下烤干，用透射电镜对其进行外观、粒径及分散程度的特征鉴定，对比各组纳米金溶胶差异。
透射电镜结果
不同剂量柠檬酸钠制备的纳米金透射电镜显示6组粒径均在16～20nm之间，纳米金透射电镜粒径与柠檬酸钠剂量的回归统计分析P＝0.475。
实验结果
在经典柠檬酸钠还原法制备纳米金实验中，选用电炉加热，1％PVP作为保护剂，还原剂1％柠檬酸钠计量控制在12～16ml范围内。在此条件下制备的纳米金溶胶目测颜色为透亮的深紫蓝色，紫外-分光光度计分析最大吸收峰峰位均为520nm，粒径均在18±2nm之间，分散性好，稳定性佳，无细胞毒性；所制备出的纳米金溶胶在4℃冰箱中避光保存1个月均不变色、无沉淀生成、粒径均一、分散程度良好。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
Claims (3)
1.一种基于柠檬酸钠还原法提取粒径均匀的纳米金颗粒的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)取250ml锥形瓶6支，按数字1-6的顺序进行编号，在各个锥形瓶中分别加入超纯水200ml和1％氯金酸2ml；使各瓶中氯金酸溶液终浓度为0.01％；
2)将6只锥形瓶放入500W的电炉中加热5min,待瓶中液体沸腾后取出；立即按编号向其内分别加入1％柠檬酸钠，各个锥形瓶加入的柠檬酸钠依次为12ml、12.8ml、13.6ml、14.4ml、15.2ml和16ml；并用600w的磁力搅拌器搅拌3min停止；
3)将步骤2)中的锥形瓶再次放入电炉中加热20min，加热后再搅拌3min；溶液变为黑紫蓝色；
4)步骤3)重复4次；直至瓶内溶液的颜色变为透亮的深紫蓝色停止；即得到纳米金溶胶；
5)将步骤4)中制备好的6瓶纳米金溶胶冷却至室温，再向6个锥形瓶内各加入1％PVP0.4ml作为保护剂，且避光保存。
2.一种基于权利要求1所述的制备方法获得纳米金颗粒的方法，其特征在于：
将所制得的纳米金溶胶在功率为300W的烤灯下烘烤10min，使其干燥；即可获得不同粒径的纳米金颗粒；用透射电镜对其进行外观、粒径及分散程度进行分析。
3.根据权利要求2所述的方法获得的纳米金颗粒，其特征在于：
所述纳米金颗粒的粒径为16～20nm。
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