專利名稱：三角金納米片的微生物還原制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米材料的制備方法，尤其是以微生物還原法制備三角金納米片。
背景技術(shù)：
納米科技是研究由尺度在0.1 100nm之間的物質(zhì)組成的體系的運(yùn)動規(guī)律、相互作用和實(shí) 際應(yīng)用的前沿技術(shù)。其中，納米材料的制備是關(guān)鍵。按照維數(shù)，納米材料可以分為三類(1) 零維納米材料，指空間三維均處于納米尺度的材料，如納米顆粒、原子簇等；(2) —維納米 材料，指在三維空間中有兩維處于納米尺度的材料，如納米纖維、納米絲、納米棒、納米管 等；G) 二維納米材料，指在三維空間中有一維處于納米尺度的材料，如納米膜、納米片等。 金屬納米材料以其獨(dú)特的光學(xué)和電學(xué)性質(zhì)、小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、量子效應(yīng)以及獨(dú)特的生 物親和性，使其在催化劑、信息存儲、表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)、表面增強(qiáng)熒光光譜、生 物傳感器、生物免疫等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。金屬納米材料的性能不僅與其組成、結(jié)構(gòu)
(空心或?qū)嵭?、表面覆蓋物、顆粒尺寸有關(guān)，而且還受到顆粒形貌的影響。零維、 一維、二 維等金屬納米材料都可以通過傳統(tǒng)的物理或化學(xué)的方法制備出來。但是，傳統(tǒng)的物理方法(如 高能球磨、激光濺射、激光燒蝕等)或化學(xué)方法(如液相化學(xué)還原、光化學(xué)還原、微乳液法 等)存在著生產(chǎn)成本較高、易污染環(huán)境等缺點(diǎn)。針對上述傳統(tǒng)物理化學(xué)方法存在的缺點(diǎn)，科 學(xué)家經(jīng)過不懈探索，最終發(fā)現(xiàn)生物體系能夠用于制備金屬納米材料，制備過程綠色環(huán)保，成 本低，同時(shí)產(chǎn)物穩(wěn)定性高。許多微生物(包括細(xì)菌、放線菌和真菌)和植物(活植物或植物 提取物)都被證實(shí)了可以用來合成金屬納米材料，如利用假單胞菌AG259合成銀納米顆粒
(Proc. Natl. Acad. Sci. 1999， 96， 13611);利用放線菌合成了金納米顆粒(Nanotechnology. 2003, 14,824);利用黃萎病種的真菌合成了銀納米顆粒(Nano Lett. 2001,1， 515);利用活的紫花 苜蓿植物在體內(nèi)合成了金納米顆粒(Nano Lett. 2002, 2， 397)等。
三角金納米片(三角片狀的金納米顆粒)作為一種新型的二維納米材料，由于其有著平 坦^fc滑的表面利于熱量在納米片和人體組織之間的傳導(dǎo)，以及對近紅外光有獨(dú)特的吸收性能 和獨(dú)特的生物親和性而受到越來越多的研究人員的關(guān)注和重視。目前，已經(jīng)有利用植物提取 物來合成三角金納米片的報(bào)道，如利用檸檬香草煮液合成三角金納米片(Nat. Mater., 2004， 3， 482);利用羅望子葉提取物合成三角金納米片(Synth. React. Inorg. Met,Org. Nano-Metal Chem., 2005, 35， 19);利用庫拉索蘆薈的煮液還原AuCLT制備三角金納米片(Biotechnol. Prog.， 2006， 22,577)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在于提供一種反應(yīng)條件溫和，既簡便快捷，又經(jīng)濟(jì)環(huán)保的三角金納米片 的微生物還原制備方法。 本發(fā)明包括以下步驟
1) 取微生物干菌粉加入水后煮沸1 30min,冷卻至室溫jf過濾；
2) 往濾液中添加氯金酸，置于50 9(TC的水浴搖床中振蕩反應(yīng)10 600min，產(chǎn)物為邊 長5 1000nm的三角金納米片。
上述微生物干菌粉中的微生物為朱黃青霉(尸e"/c做M附w/m'o/Mfewm)、釀酒酵母 (S"cctora，ces cerev/w'ae)、 黑曲霉(力5pcg/〃ws "/ger)、金黃色葡萄球菌(S啤/^/ococcws
中的至少一種。
上述微生物干菌粉的用量與反應(yīng)體系總體積的質(zhì)量體積比為1 50g/L,優(yōu)選4 20g/L。 上述反應(yīng)體系中氯金酸的摩爾濃度為0.25 15mmol/L，優(yōu)選1.0 10mmol/L。 本發(fā)明工藝簡單，除氯金酸以外無需添加其它化學(xué)試劑，反應(yīng)條件溫和，合成的三角金' 納米片在水溶液中分散性良好、穩(wěn)定性高。制備方法既簡便快捷又經(jīng)濟(jì)環(huán)保。由于金納米片 在近紅外區(qū)(700 1400nm)有強(qiáng)的特征吸收，而人體組織對這一波段的光基本沒有吸收， 也就是說這個(gè)波段的光在人體內(nèi)部可以穿透得很深，因此，本發(fā)明合成的三角金納米片在癌 癥熱療、光學(xué)衣料等方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。


圖1為實(shí)施例1制備的三角金納米片透射電鏡(TEM)圖。在圖1中，標(biāo)尺為200nm。
圖2為實(shí)施例1中單個(gè)三角金納米片的X-射線能量損失譜圖(EDS)。在圖2中，橫坐 標(biāo)為能量，縱坐標(biāo)為強(qiáng)度；譜圖中，金納米片的成分是金(Au)，元素氯(cl)來自反應(yīng)物氯 金酸，元素鉀(K)、氧(0)來自金納米片表面起還原和保護(hù)雙重作用的生物質(zhì)，元素碳(C) 來自生物質(zhì)或銅網(wǎng)上覆蓋的碳膜。
圖3為實(shí)施例l制備的三角金納米片的紫外-可見-近紅外(UV-vis-NIR)的光吸收譜圖。 在圖3中，橫坐標(biāo)為光波波長Wavelength (nm)，縱坐標(biāo)為吸收強(qiáng)度Absorption (a.u.)
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。 實(shí)施例1
稱取0.2g研磨好的朱黃青霉(Pe"Zc說z'ww冊力/0/wtow7)干菌粉，力H 45mL蒸餾7jC煮沸 10min，待煮液冷卻至室溫后，過濾，向?yàn)V液中加入0.5mL， 0.1mol/L的氯金酸溶液，并用蒸 餾水定容至50mL，使得氯金酸溶液的摩爾濃度為lmmol/L，朱黃青霉的用量與反應(yīng)體系總體 積的質(zhì)量體積比為4g/L，然后轉(zhuǎn)移至lOOmL錐形瓶中，并置于水浴搖床(60°C， 150rpm)中 振蕩反應(yīng)2h。所得三角金納米片的邊長分布在59.5 835.9nm。
用荷蘭Tecnai F30型高分辨率透射電子顯微鏡觀察所制備的三角金納米片，從圖1中可 以看到有大量的三角金納米片生成。由X-射線能量損失譜圖(圖2)可知，金納米片的成分 是金，譜圖中的元素氯來自反應(yīng)物氯金酸，元素鉀、氧來自金納米片表面起還原和保護(hù)雙重 作用的生物質(zhì)，元素碳來自生物質(zhì)或銅網(wǎng)上覆蓋的碳膜。從紫外-可見-近紅外(UV-vis-NIR) 的光吸收譜圖(圖3)中可以看到，在700 1400nm的近紅外波段存在著一個(gè)明顯的吸收峰 (大約在1383nm處)，該峰為三角金納米片的特征吸收峰。
實(shí)施例2
稱取0.2g研磨好的釀酒酵母(&cc/z"row;;c^ cewv&'ae)干菌粉，其它條件和步驟同實(shí) 施例1。反應(yīng)8h后得到的三角金納米片的邊長分布在70.1 333.3nm。 實(shí)施例3
稱取0.2§研磨好的黑曲霉(^pe^7^ m'gw)干菌粉，其它條件和步驟同實(shí)施例1。反 應(yīng)lh后得到的三角金納米片的邊長分布在24.8 164.5nm。 實(shí)施例4
稱取0.2g研磨好的微生物干菌粉(釀酒酵母和黑曲霉各O.lg)，其它條件和步驟同實(shí)施 例1。反應(yīng)2h后得到的三角金納米片的邊長分布在11.7 273.5nm。 實(shí)施例5
稱取0.05g研磨好的金黃色葡萄球菌(Sto/ /^/ococcM干菌粉，加45mL蒸餾水 煮沸10min，待煮液冷卻至室溫后，過濾，向?yàn)V液中加入0.125mL， O.lmol/L的氯金酸溶液， 并用蒸餾水定容至50mL，使得氯金酸溶液的摩爾濃度為0.25mmol/L，金黃色葡萄球菌干菌 粉的用量與反應(yīng)體系總體積的質(zhì)量體積比為lg/L，然后轉(zhuǎn)移至100mL錐形瓶中，并置于水浴 搖床(60°C， 150rpm)中振蕩反應(yīng)5h。所得三角金納米片分布在80.8 310.3nm。
實(shí)施例6
稱取l.Og研磨好的釀酒酵母(&cck raw;;cey cewWs/fle)干菌粉，力Q 45mL蒸餾水煮沸 30min，待煮液冷卻至室溫后，過濾，向?yàn)V液中加入1.0mL， O.lmol/L的氯金酸溶液，并用蒸 餾水定容至50mL，使得氯金酸溶液的摩爾濃度為2mmol/L，釀酒酵母干菌粉的用量與反應(yīng)體
系總體積的質(zhì)量體積比為20g/L,然后轉(zhuǎn)移至lOOmL錐形瓶中，并置于水浴搖床(60°C， 150rpm)中振蕩反應(yīng)6h。所得三角金納米片的邊長分布在12.0 23.6nm。 實(shí)施例7
稱取2.5g研磨好的黑曲霉(As/7wg///^ m'gw)干菌粉，加45mL蒸餾水煮沸30min，待 煮液冷卻至室溫后，過濾，向?yàn)V液中加入7.5mL， O.lmol/L的氯金酸溶液，并用蒸餾水定容 至50mL，使得氯金酸溶液的摩爾濃度為15mmol/L，黑曲霉干菌粉的用量與反應(yīng)體系總體積 的質(zhì)量體積比為50g/L，然后轉(zhuǎn)移至lOOmL錐形瓶中，并置于水浴搖床(60°C， 150rpm)中 振蕩反應(yīng)lh。所得三角金納米片的邊長分布在27.9 545.0nm。
實(shí)施例8
稱取2.0g研磨好的金黃色葡萄球菌(Stop/^/ococcM干菌粉，力n 45mL蒸餾水煮 沸15min，待煮液冷卻至室溫后，過濾，向?yàn)V液中加入5.0mL， 0.1mol/L的氯金酸溶液，并用 蒸餾水定容至50mL，使得氯金酸溶液的摩爾濃度為10mmol/L，金黃色葡萄球菌干菌粉的用 量與反應(yīng)體系總體積的質(zhì)量體積比為40g/L，然后轉(zhuǎn)移至lOOmL錐形瓶中，并置于水浴搖床 (90°C， 150rpm)中振蕩反應(yīng)lh。所得三角金納米片的邊長分布在33.5 129.1nm。
權(quán)利要求
1.三角金納米片的微生物還原制備方法，其特征在于包括以下步驟1)取微生物干菌粉加入水后煮沸1～30min，冷卻至室溫后過濾；2)往濾液中添加氯金酸，置于50～90℃的水浴搖床中振蕩反應(yīng)10～600min，產(chǎn)物為邊長5～1000nm的三角金納米片。
2. 如權(quán)利要求1所述的三角金納米片的微生物還原制備方法，其特征在于所述微生物干 菌粉中的微生物為朱黃青霉(尸e"/c/〃/w附wz'm'o/wfc"附)、酉良酒酵母(Sacc/ flro附y(tǒng)ces cerew.57'ae)、 黑曲霉(/1speA"g7'〃ws m;ger)、金黃色葡萄球菌(iStap/ty/ococcwsa"rews)中的至少一禾中。
3. 如權(quán)利要求1所述的三角金納米片的微生物還原制備方法，其特征在于所述微生物干 菌粉的用量與反應(yīng)體系總體積的質(zhì)量體積比為1 50g/L。
4. 如權(quán)利要求3所述的三角金納米片的微生物還原制備方法，其特征在于所述微生物干 菌粉的用量與反應(yīng)體系總體積的質(zhì)量體積比為4 20g/L。
5. 如權(quán)利要求1所述的三角金納米片的微生物還原制備方法，其特征在于氯金酸的摩爾 濃度為0.25 15mmol/L。
6. 如權(quán)利要求5所述的三角金納米片的微生物還原制備方法，其特征在于氯金酸的摩爾 濃度為1.0 1Ommol/L。
全文摘要
三角金納米片的微生物還原制備方法，涉及一種納米材料的制備方法，提供一種利用微生物來合成三角金納米片的方法。取微生物干菌粉加入蒸餾水后煮沸1～30min，冷卻至室溫后過濾；往濾液中添加氯金酸，置于50～90℃的水浴搖床中振蕩反應(yīng)10～600min，產(chǎn)物為邊長5～1000nm的三角金納米片。微生物干菌粉的用量與反應(yīng)體系總體積的質(zhì)量體積比為1～50g/L。反應(yīng)體系中氯金酸的摩爾濃度為0.25～15mmol/L。微生物為朱黃青霉、釀酒酵母、黑曲霉、金黃色葡萄球菌中的至少一種。制備方法既簡便快捷又經(jīng)濟(jì)環(huán)保，除氯金酸以外無需添加其它化學(xué)試劑，反應(yīng)條件溫和，合成的三角金納米片在水溶液中分散性良好、穩(wěn)定性高。
文檔編號C12R1/445GK101368194SQ20081007192
公開日2009年2月18日 申請日期2008年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
發(fā)明者寧 何, 孫道華, 李清彪, 欣 楊, 林麗芹, 王惠璇, 王文塔, 王遠(yuǎn)鵬, 黃加樂 申請人:廈門大學(xué)