CN111975010A - 一种基于d-阿拉伯糖还原的金纳米粒子制备 - Google Patents

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刘东昊
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Abstract

本发明属于纳米金属材料技术领域。涉及一种基于D‑阿拉伯糖还原制备金纳米粒子的方法。该方法制备流程简单，不需使用有机溶剂，对环境友好，制备出的纳米粒子可以均匀分散在水溶液中，不发生聚集，尺寸处于纳米级别，其直径可通过改变制备条件调节。D‑阿拉伯糖修饰的金纳米颗粒因其特殊的局域表面等离子体共振效应，可应用于对药物进行可视化手性识别与检测。此外，D‑阿拉伯糖修饰的金纳米粒子有优良的生物相容性，可应用于生物领域。

Description

一种基于D-阿拉伯糖还原的金纳米粒子制备
技术领域
本发明涉及纳米金属材料技术领域，基于D-阿拉伯糖作为还原剂和稳定剂，制备得到D-阿拉伯糖稳定的金纳米粒子，制备条件简单，环境友好型，具有广阔的应用前景。
背景技术
近年来，贵金属纳米粒子以其独特的热、电子、光学、电学和磁性能，在物理、化学、生物、材料科学和医学等领域具有广泛的应用前景。其中，金纳米粒子(AuNPs)由于独特的化学和物理性质，如表面体积比高、良好的生物相容性，可修改的表面化学和独特的光学和电子特性被广泛运用于传感器、光子电路以及在医学诊断和治疗。
AuNPs的合成常常依赖于化学还原法，通常使用高度反应的还原剂，如硼氢化钠(NaBH4)、柠檬酸钠、肼(N2H4)和甲醛，甚至一些合成工艺中也使用了十六烷基三甲基溴化铵等具有细胞毒性表面活性剂，这使得化学还原剂制备的AuNPs受到了有机溶剂或其周围的粗糙分子的污染，导致它们容易产生细胞毒性，限制了它们的生物相容性和生物医学应用。
近年来，考虑到环境影响和生物相容性方面，绿色化学路线合成AuNPs成为纳米生物技术领域的新趋势。与化学合成易产生有毒化合物相比，用于绿色合成的物质具有环境安全、价格低廉等优点。在过去的几十年里，一些研究小组已经成功地利用植物、细菌和真菌的提取物合成了AuNPs。由于无毒，还原性糖类被认为是纳米颗粒合成的绿色还原剂，其结构中醛基具有还原金属的能力，大量羟基使合成的AuNPs溶于水中，避免使用危险的有机溶剂。此外，因为它们通常在生物相容性强的细胞中没有明显的细胞毒性，还可直接将多糖合成的纳米颗粒应用于药物和生物医学领域。
目前，基于D-阿拉伯糖还原生成金纳米粒子的环境友好型制备方法未见报道。D-阿拉伯糖属于还原性糖，具有还原性醛基和大量羟基，能够还原金离子生成和稳定AuNPs，本发明制备的金纳米粒子不需要有机溶剂，无细胞毒性，可均匀分散在水溶液中，尺寸处于纳米级别，且其直径可通过改变制备条件调节(如附图2)。
发明内容
本发明的目的是寻找到一种合成技术和方法，能够使制备的金纳米粒子分散性良好，粒径均一，且符合成本低、设备简单、环境友好、无细胞毒性等要求。
针对现有传统化学还原法制备AuNPs的缺陷，例如：环保程度低、细胞毒性大等，提出以D-阿拉伯糖作为还原剂和修饰剂制备新型金纳米粒子，该方法制备流程简单，不需使用有机溶剂，制备出的AuNPs分散性好，尺寸均匀。
本发明解决上述问题的技术方案是：
1、所述的D-阿拉伯糖修饰的金纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将适量体积的0.25～2mol/L的D-阿拉伯糖溶液加入到一定体积浓度为2×10-4～6×10-4mol/L氯金酸溶液得到混合溶液；
b、在一定温度，一定磁力搅拌速度下，加热a溶液反应一段时间；
c、随后移取适量体积的1.0mol/L氢氧化钠溶液快速加入搅拌30s，得到酒红色D-阿拉伯糖修饰的金纳米粒子。冷却至室温，避光4℃冰箱保存。
2、上述步骤a中，D-阿拉伯糖的体积控制在1～4mL，氯金酸溶液体积控制在15～20mL，氢氧化钠体积控制在10～100μL。
3、上述步骤b中，反应温度控制在40～80℃，磁力搅拌速度控制在100～1000rpm，反应时间控制在2～30min。
4、上述步骤c中，氢氧化钠体积控制在10～100μL。
附图说明
图1为本发明用D-阿拉伯糖制备金纳米粒子的流程图。
图2为本发明制备的金纳米粒子的透射电子显微镜图((A)，(B)，(C)分别按照实施例1，2和3制备)。
图3为本发明制备的D-阿拉伯糖稳定的金纳米粒子和D-阿拉伯糖的红外光谱图。
具体实施方式
以下通过具体实例对本发明的技术方案进行详细说明，但不应该经此理解为本发明上述主体的范围仅限于以下实例，凡基于本发明上述内容实现的内容均属于本发明的范围。
实施例1
本发明所述的D-阿拉伯糖修饰的金纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将2.0mL，0.5mol/L的D-阿拉伯糖溶液加入到16.00ml，4.0×10-4mol/L氯金酸溶液得到混合溶液。
b、在50℃，500rpm磁力搅拌的水浴锅中加热(1)溶液反应5min。
c、随后移取40.0μL，1.0mol/L氢氧化钠溶液快速加入混合溶液中，搅拌30s，得到酒红色D-阿拉伯糖修饰的金纳米粒子。冷却至室温，避光4℃冰箱保存。
实施例2
本发明所述的D-阿拉伯糖修饰的金纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将2.0mL，0.75mol/L的D-阿拉伯糖溶液加入到18.00ml，4.0×10-4mol/L氯金酸溶液得到混合溶液。
b、在60℃，500rpm磁力搅拌的水浴锅中加热a溶液反应5min。
c、随后移取40.0μL，1.0mol/L氢氧化钠溶液快速加入混合溶液中，搅拌30s，得到酒红色D-阿拉伯糖修饰的金纳米粒子。冷却至室温，避光4℃冰箱保存。
实施例3
本发明所述的D-阿拉伯糖修饰的金纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将2.0mL，1.0mol/L的D-阿拉伯糖溶液加入到20.00ml，4.0×10-4mol/L氯金酸溶液得到混合溶液。
b、在60℃，500rpm磁力搅拌的水浴锅中加热a溶液反应5min。
c、随后移取40.0μL，1.0mol/L氢氧化钠溶液快速加入混合溶液中，搅拌30s，得到酒红色D-阿拉伯糖修饰的金纳米粒子。冷却至室温，避光4℃冰箱保存。

Claims (4)

1.基于D-阿拉伯糖还原制备金纳米粒子的制备方法，包括如下步骤：
a、将适量体积的0.25～2mol/L的D-阿拉伯糖溶液加入到一定体积浓度为2×10-4～6×10-4mol/L氯金酸溶液得到混合溶液；
b、在一定温度，一定磁力搅拌速度下，加热a溶液反应一段时间；
c、随后移取适量体积的1.0mol/L氢氧化钠溶液快速加入搅拌30s，得到酒红色D-阿拉伯糖修饰的金纳米粒子。冷却至室温，避光4℃冰箱保存。
2.根据权利要求1所述的新型D-阿拉伯糖稳定的金纳米粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤a中，D-阿拉伯糖的体积控制在1～4mL，氯金酸溶液体积控制在15～20mL。
3.根据权利要求1所述的新型D-阿拉伯糖稳定的金纳米粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤b中，反应温度控制在40～80℃，磁力搅拌速度控制在100～1000rpm，反应时间控制在2～30min。
4.根据权利要求1所述的新型D-阿拉伯糖稳定的金纳米粒子的制备方法，其特征在于：所述步骤c中，氢氧化钠体积控制在10～100μL。
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