專利名稱：具有自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針及其制備方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針及其制備方法與應(yīng)用。
背景技術(shù)：
納米顆粒由于其特有的物理和化學(xué)性質(zhì)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生物學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，如生物熒光標(biāo)記(P. Hazarika， F. Kukolka， C.M. Niemeyer. CAew. /"A 2006， 45，
6827-6830.) ， DNA結(jié)構(gòu)檢測(H. Otsuka, Y. Nagasaki, K. Kataoka.爿dv. Z>wg. Z)e//veni ev. 2003, 55, 403-419)，藥物的輸送與細(xì)胞成像(J. Chen. ". a/. TV羅.2005, 5，473-477)等等。作為氧代謝生物體內(nèi)產(chǎn)生的短壽命活性中間體，氧自由基在生物體系中具有不容忽視的生理學(xué)和病理學(xué)作用，尤其是超氧自由基(o2o以及伴隨超氧自由基所接續(xù)生成的諸多活性氧自由基(ROS) 。 ROS在體內(nèi)多承擔(dān)或參與機(jī)體免疫防御、細(xì)胞凋亡與信號轉(zhuǎn)導(dǎo)等多種生物學(xué)過程。因而借助對氧自由基的探測分析可以更加詳盡地了解它們在生理條件下對細(xì)胞正常生理功能的調(diào)控規(guī)律及其引發(fā)諸多疾病過程(如高血壓，癌癥或糖尿病等)的分子機(jī)制(Finker,T.;Holbrook，N. J.Atowe, 2000，4朋，239-247) 。 Spin trapping-ESR方法正是一種應(yīng)用普遍，且最為權(quán)威的自由基分析手段。然而，Spin trapping-ESR方法在生物體內(nèi)的應(yīng)用卻受到現(xiàn)有硝酮類探針的自由基捕獲性能(即與短壽命自由基發(fā)生加成反應(yīng)生成更加穩(wěn)定的順磁性氮氧自由基自旋加合物的反應(yīng)性能)的局限。這主要表現(xiàn)在 一、由于GSH (谷胱甘肽)與自由基反應(yīng)的速度遠(yuǎn)快于硝酮類自由基探針與自由基反應(yīng)的速度，因此GSH大大干擾探針與自由基形成穩(wěn)定加合物的反應(yīng)(R. P. Mason. Free, / acfc.及'o/. Med 2004, 36, 1214-1223) ; 二、由于硝酮類探針與自由基反應(yīng)的速度很慢，通常對生物體系中自由基的檢測需要相當(dāng)高濃度(>10mM)的硝酮類探針，而高濃度的硝酮類探針卻易于導(dǎo)致細(xì)胞的凋亡(S. Pou, D. J. Hassett, B. E.et. al.爿"a/. 5!o"亂1989， 177, 1-6)。顯而易見，硝酮類自由基探針技術(shù)在生物體系內(nèi)的應(yīng)用直接面臨其反應(yīng)動力學(xué)的瓶頸。所幸，發(fā)明人在前期研究工作中發(fā)現(xiàn)當(dāng)維生素E (Trolox)表面自組裝到金納米顆粒的表面形成Trolox保護(hù)的金納米顆粒后，它清除自由基的能力是維生素E (或Trolox)單體的8倍(Nie， Z et.al, F匠則.Med. 2007, 43, 1243-1254)。另夕卜，生物酶活體系中，催化基團(tuán)高度集中于活性中心為高效率的酶催化過程提供了分子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。為模擬這一體系，近年來化學(xué)家設(shè)計并合成出由諸多功能分子組裝聚集起的自組裝體系，并發(fā)現(xiàn)這些功能分子聚集體的化學(xué)活性要遠(yuǎn)大于其單分子活性的總和。在上述自組裝體系中，最為新穎，并最令人感興趣的莫過于功能單分子層保護(hù)的金納米顆粒(AuNP) 。 AuNP以其獨特的尺寸可控性(l-6nm)、分散穩(wěn)定性與高度的可功能化的特色，使其成為一種研究有序功能基團(tuán)組裝并提高化學(xué)反應(yīng)性的理想平臺(Daniel, M. C.; Astruc， D. C/^w.及ev. 2004; 104:293-346)。
鑒于此，發(fā)明人通過將EMPO (2-乙氧基?；?2-甲基-3,4-二氫-卩比咯啉-N-氧化合物)自組裝在金納米表面后反應(yīng)速度提高的原理，實現(xiàn)了對活性自由基的高效捕獲與探測。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種具有自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針及其制備方法與應(yīng)用。
本發(fā)明所提供的具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針，是在金納米顆粒表面通過式Ia或式Ib結(jié)構(gòu)式所示的連接子連接式IIa、式lib或式lie結(jié)構(gòu)式所示的硝酮類自由基探針配基；所述硝酮類自由基探針配基與所述連接子的R3基團(tuán)端連接，所述金納米顆粒與所述連接子的巰基端連接；
式Ia和式Ib中，^3為-OH、 -1^112或-(:0011, n=2-ll， n產(chǎn)l-4;
式IIc中，&為「或—p(o)(oc2hs>2， R2為OH、 COOH或CH20H;
(式Ia)
R3("CH2CH2Q^-
(式Ib)
，
o
OH
P
，
P(0)(OC2H5)2
R2
(式IIa)
(式IIb)
(式IIc)
上述表面自組裝金納米探針中摩爾比為4-7: 1，優(yōu)選4.5-4.7: 1;納米或4.5-4.6納米。
金納米顆粒的金原子與硝酮類自由基探針配基的金納米顆粒的平均粒徑為1-6納米，優(yōu)選1.5-1.6本發(fā)明涉及具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針的制備方法，具體 包含下列兩種方法
方法一，包括如下步驟
1)將式IIa所示硝酮類自由基探針配基與式IVa或式IVb所示的化合物進(jìn)行酰基 化反應(yīng)，得到式IXa或式IXb所示的化合物；
或者，將式lib所示硝酮類自由基探針配基與式IVa或式IVb所示的化合物進(jìn)行酰 基化反應(yīng)，得到式IXa或式IXb所示的化合物；
或者，將式IIc結(jié)構(gòu)式所示硝酮類自由基探針配基與式IVa或式IVb所示的化合物 進(jìn)行?；磻?yīng)，得到式IXa或式IXb所示的化合物；
R "4
R4yW OCH2CH)S—S〖CH2CH20>R-《4 、，功)5-sJ、CH》R^^
" 、\ 、0 o /n , ,n u
(式IXa) (式IXb)
所述式IIc中，R,為K或p(o)(oc2h5)2， R2為OH、 COOH或CH20H; 所述式IVa和式IVb中，R為NH或O， n=2-ll， n產(chǎn)l-4; 所述式IXa和式IXb中，
n-o
R4MC2HsO彥^) 。n卞?；?
0、 hn (:ch".，
0'' ' ■■ 」.，或j/p(0>(oc2h5>2
\ ^\ ;
2)將所述步驟1)制備得到的式IXa或式IXb所示的化合物與金納米顆粒進(jìn)行配 基交換反應(yīng)，得到所述具有自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針。
上述方法的步驟1)中，?；磻?yīng)所用的縮合劑選自三(二甲基氨基)1-苯并 三唑氧基六氟磷酸季轔鹽(BOP) 、 N,N-二環(huán)己基碳二酰亞胺(DCC)或1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDCI)。該步驟的反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時間 為6-24小時，反應(yīng)溶劑選自四氫呋喃、二甲基甲酰胺或二氯甲烷。
步驟2)中，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)溶劑為二氯甲垸或者體積比為1: 1的二氯甲 烷和甲醇的混合液，反應(yīng)時間為4-36小時。
方法二，包括如下步驟1) 將式VIa、式VIb、式VIc或式VId所示化合物與金納米顆粒進(jìn)行配基交換反 應(yīng)，得到連接子修飾的金納米顆粒；
<formula>formula see original document page 8</formula>
式VIa、式VIb、式VIc和式VId中，R為NH或O， n=2-ll， n「l-4;
2) 將所述步驟1)得到的連接子修飾的金納米顆粒與式IIa、式lib或式lie結(jié)構(gòu) 式所示的硝酮類自由基探針配基進(jìn)行?；磻?yīng)，得到所述具有自由基捕獲性能的表 面自組裝金納米探針； '
所述式IIc中，R!為丁或—P(0>(0C2H5>2， R2為OH、 COOH或CH20H;
上述方法的步驟l)中，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)溶劑為二氯甲垸或者體積比為1: 1的二氯甲烷和甲醇的混合液，反應(yīng)時間為4-36小時；
步驟2)中，?；磻?yīng)所用的縮合劑選自三(二甲基氨基)1-苯并三唑氧基六 氟磷酸季鱗鹽、N,N-二環(huán)己基碳二酰亞胺或1-乙基-3- (3-二甲氨基丙基)碳二亞胺鹽 酸鹽。反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時間為6-24小時，反應(yīng)溶劑選自四氫呋喃、二甲基甲酰 胺或二氯甲烷。
本發(fā)明中，所用金納米顆粒是按照如下方法進(jìn)行制備的在水與甲苯組成的兩相 體系中，在三苯基膦(或者四辛基溴化銨)存在下，用過量的硼氫化鈉還原氯金酸制 的。其中氯金酸、三苯基膦(或者四辛基溴化銨)與硼氫化鈉的摩爾比為1: 2-5: 10-20，優(yōu)選1: 3.5: 15。
另外，本發(fā)明提供的上述具有自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針在制備硝 酮類自由基探針或抗氧化劑中的應(yīng)用，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
通過實驗測試表明，本發(fā)明提供的具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米 探針，能實現(xiàn)對自由基的低濃度下高效快速捕獲，因而可以作為一種新型的硝酮類自
由基探針得到廣泛的應(yīng)用；同時，這種具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米
探針可以用做抗氧化劑而得到應(yīng)用。
已有研究表明金納米顆?？梢燥@著增強(qiáng)表面功能基團(tuán)的化學(xué)反應(yīng)性(Manea, F.;Houillon, F. B.;Pasquato, L.; Scrimin， P.爿wgew. C/ze附./"t2004; 43: 6165-6169)，本發(fā)明將單分子層保護(hù)的金納米顆粒應(yīng)用到了硝酮類自由基探針的設(shè)計中， 得到了具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針。本發(fā)明具有如下技術(shù)特
點
l.本發(fā)明具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針能夠?qū)崿F(xiàn)對自由基的 低濃度快速反應(yīng)。本發(fā)明通過將硝酮類自由基探針以及含有巰基的不同鏈長的烷基或 者聚乙二醇配基自組裝到金納米顆粒的表面，通過在金表面形成局部高濃度的硝酮類 自由基探針基團(tuán)，從而實現(xiàn)了低濃度下加快硝酮類自由基探針與自由基的反應(yīng)速度的
目的，經(jīng)測試其最低使用濃度小于25pM，捕獲反應(yīng)速率為EMPO的200-300倍。
2.本發(fā)明具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針通過將含有硝酮類自 由基探針基團(tuán)的巰基配基自組裝到金納米顆粒上的方法來提高捕獲反應(yīng)速率和自由基
分析靈敏度，此種方法合成過程簡單，很容易實現(xiàn)。而且由于金納米顆粒的生物相容
性和低細(xì)胞毒性，不會引入不必要的細(xì)胞毒性。


圖1為實施例1具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B的紫外光譜
圖
圖2為實施例1具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B的XPS (X 射線能譜)譜圖
圖3為實施例1具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B的TEM (透 射電鏡)照片
圖4為實施例2具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B的XPS譜圖 圖5為實施例2具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B的TEM照片 圖6為實施例1所得具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針在濃度為
25pM時的羥基自由基捕獲實驗譜圖
圖7為實施例1所得具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針在濃度為
25|iM時的碳中心和硫中心自由基捕獲實驗譜圖
圖8為實施例2所得具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針在濃度為
50pM時的超氧自由基捕獲實驗譜圖
圖9為實施例1所得具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針與PBN的
羥基自由基捕獲競爭實驗譜圖
具體實施例方式
本發(fā)明具有高效自由基捕獲性能的表面9組裝金納米探針用如下結(jié)構(gòu)式表示。
其中， R為O或NH， R，= C(CH3)3， P(0)(OC2H5)2, n=2-ll， n產(chǎn)l-4，
n2=l-
結(jié)構(gòu)式中，代表金納米顆粒，硝酮類自由基探針通過配基R-(-CH2-)-S-/R-(-CH2CH20-)-S-連接到金納米顆粒表面。需要說明的是，上述結(jié)構(gòu)只是說明金納米顆粒 與硝酮類自由基探針之間的連接關(guān)系，不能理解為一個金納米顆粒表面只鏈接一個硝 酮類自由基探針。金納米顆粒上的硝酮類自由基探針的數(shù)量可以通過如下關(guān)系確定 金納米顆粒的金原子與硝酮類自由基探針的摩爾比，其具體數(shù)值可通過XPS結(jié)果給 出，當(dāng)摩爾比為2.5-2.7: l時，硝酮類自由基探針在金納米顆粒表面接近飽和。
本發(fā)明提供的具有自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針，可通過以下兩種方 法制備。
方法一
硝酮類自由基探針與含有CO-氨基或者羥基的垸基二硫化物((D-氨基或者羥基的聚
乙二醇基二硫化物)在非質(zhì)子極性溶劑中(如四氫呋喃，N,N-二甲基甲酰胺，二氯甲 烷)中發(fā)生?；磻?yīng)生成化合物A，接著與金納米顆粒進(jìn)行配基交換反應(yīng)4-24小時， 得到具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B。<formula>formula see original document page 11</formula>其中，R為NH或O， n=2-ll， n二l-4的整數(shù) 方法二
將含有co-氨基或者羥基的垸基硫醇(co-氨基或者羥基的聚乙二醇基硫醇)、co-羧 基硫醇與金納米顆粒進(jìn)行配基交換反應(yīng)6-24小時即得表面被配基修飾的金納米顆粒，然后再由金納米顆粒與硝酮類自由基探針發(fā)生酯化反應(yīng)，即得到具有高效自由基捕獲 性能的表面自組裝金納米探針B，反應(yīng)式如下-
<formula>formula see original document page 12</formula>
B
其中，R為NH或O， n=2-ll, =l-4的整數(shù)
上述兩種方法中，?；磻?yīng)均是按目前常用的?；磻?yīng)條件進(jìn)行的，常見的縮合 劑為三(二甲基氨基)l-苯并三唑氧基六氟磷酸季鱗鹽(BOP) 、 N，N-二環(huán)己基碳二 酰亞胺(DCC)或者1-乙基-3- (3-二甲氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽(EDCI)等，反應(yīng)溫度為室溫，溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、四氫呋喃，二氯甲烷等，反應(yīng)時間為12-48 小時。配基交換反應(yīng)按如下條件進(jìn)行反應(yīng)溶劑為二氯甲烷或者二氯甲烷和甲醇(體 積比為l:l)的混合溶劑，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時間為4-24小時。
兩種方法對于不同鏈長(n)的配基具有不同的選擇性。由于o)-氨基或者羥基的 短鏈烷基硫醇(聚乙二醇硫醇)、co-羧基硫醇配基保護(hù)的具有高效自由基捕獲性能的 表面自組裝金納米探針(nS4)穩(wěn)定性不好，因此適宜采用方法一；而長鏈的化合物 (n>4)的有機(jī)分離過程比較困難，適宜采用方法二。
兩種方法中，所用金納米顆粒的制備過程如下在水和甲苯組成的兩相體系中， 在三苯基膦(或者四辛基溴化銨)存在下，用過量的硼氫化鈉還原氯金酸在劇烈攪拌 下制得，所得金納米顆粒的平均粒徑為l-6nm，優(yōu)選1.5nm (三苯基膦制備)，4.5nm
(四辛基溴化胺制備)。在上述制備過程中，氯金酸、三苯基膦(四辛基溴化銨)、 硼氫化鈉的摩爾比為1:2-5:10-20，優(yōu)選1:3.5:15。
以下通過具體實施例來說明本發(fā)明具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米 探針的制備和應(yīng)用，實施例中氨基或者羥基的烷基硫醇或者二硫化物、羧基的垸基硫 醇及其它原料均可購買得到，而氨基或者羥基的聚乙二醇基硫醇或二硫化合物、各種 硝酮類自由基探針均是通過下述實施例中的具體方法制備而得。
實施例1、方法一制備具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B， R=NH， n=2。
制備化合物5 (CMPO)
<formula>formula see original document page 13</formula>
化合物1的制備
N2保護(hù)下，向單口燒瓶中加入7.5mL乙醇，7.6mL吡啶，50mL氯仿。冰水浴 下，緩慢滴入15mL氯仿和9.9mL的2-溴丙酰溴。室溫下反應(yīng)過夜，得淡黃色溶液。反應(yīng)完成后，分別用10% H2SCV溶液，飽和NaHC03溶液洗滌，無水MgS04干燥。過 濾后，旋蒸除去氯仿得到產(chǎn)物14g，減壓蒸餾后得到8g產(chǎn)物(b.p=43-45°C 0.05mmHg)。產(chǎn)率49%。 化合物2的制備
單口瓶中加入10.8gNaNO2， 12.8g間苯三酚，60mL DMSO，攪拌至完全溶解， 避光條件下，滴加上步產(chǎn)物。室溫下反應(yīng)3天。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液倒入冰水中， 乙酸乙酯萃取，再用飽和Na2C03溶液洗滌。無水Na2S04干燥。旋蒸除去乙酸乙酯 后，減壓蒸餾(b.p=78-80°C 0.05mmHg)得產(chǎn)物5.5 g。產(chǎn)率48%。
1.3化合物3的制備
N2保護(hù)下，向單口燒瓶中加入50mL乙腈，0.7mL三乙胺，以及上步產(chǎn)物。冰水 浴下滴入新蒸的丙烯醛5mL，約2小時滴完。冰浴中繼續(xù)反應(yīng)5小時。室溫下，反應(yīng) 3天。反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液倒入冰鹽酸中，二氯甲烷萃取，無水Na2S04干燥。旋蒸 除去二氯甲烷后，減壓蒸餾88-92'C (0.05mmHg)得產(chǎn)物6g。產(chǎn)率74%
1.4化合物4的制備
單口瓶中加入上步產(chǎn)物，使其溶解在18mL水和12mL甲醇的混合溶液中，再加 入1.2g NH4C1的4.8mL水中的溶液。30min內(nèi)加入8g鋅粉，保持室溫下反應(yīng)4小時。 過濾，濾餅用甲醇洗滌，合并濾液后濃縮，用硼砂飽和后，再用二氯甲垸萃取，無水 Na2S04干燥。過濾后，旋蒸除去二氯甲烷后得到產(chǎn)物通過柱分離(CH2C12: C2H5OH=20: 1)得產(chǎn)物2g。產(chǎn)率42%
1.5化合物5的制備
單口瓶中加入上步產(chǎn)物，加入20mL 2.5%的NaOH溶液，IO(TC下反應(yīng)1小時， 冷卻后，過DOWEX-80，得白色固體lg，產(chǎn)率48%。 m.p.=135-136°C.IR: 3500-3300 (O-H) ， 1715 (C=0) , 1585 (C=N-0) .cm—1. 'H陽NMR (D20) 5: 1.6 (s,3H) , 2.10-2.30 (m,lH) ,2.40-2.65 (m,lH) ，2.65-2.90 (m,2H) ,7.35 (s, 1H) . m/z=143.
2.化合物A的合成
取55mg (2.4xl0-4mol) w-氨基乙基二硫化物鹽酸鹽，72mg (5xl(T4mol) CMPO， 73.7 mg ， (6.0xl0.4mol) DMAP， 81.6mg (6.0xl0.4mol) HOBt， 267.2 mg (6.0xl(T4mol) BOP， 400-800 pi (2.0-4.0xl0-3mol) NMM，溶于適量溶劑中，室溫
14下反應(yīng)12-24小時，除去溶劑后，用適量CH2Cl2溶解后，分別用HC1溶液，飽和 NaHCCb溶液，飽和NaCl溶液洗滌，無水Na2S04干燥，柱分離得產(chǎn)品。
'H-NMR (D20) 5: 1.6 (s,6H) ， 2.10-2.30 (m，2H) , 2.40-2.65 (m,2H) , 2.65-2.90 (m,8H) ,3.5 (m，4H) ,7.35 (m,2H).
3. 四辛基溴化銨保護(hù)的金納米顆粒的制備
取5 mL HAuCl4水溶液(30.0 mM)和14 mL四辛基季胺鹽的甲苯溶液(50 mM)相互混合，攪拌30分鐘使HAuCl4在四辛基的協(xié)助下充分進(jìn)入有機(jī)層，最終水 層透明而甲苯層變變?yōu)榫萍t色，完全加入后繼續(xù)攪拌2小時直至反應(yīng)完全。分離有機(jī) 層，室溫下變?yōu)閷毷t色。然后在劇烈攪拌的條件下逐滴加入過量的硼氫化鈉8毫升 (0.2 M)，隨著滴加的進(jìn)行，甲苯層逐漸發(fā)生由寶石紅-白-灰-褐-深氮氣吹干。
4. 制備目標(biāo)化合物-具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B 將步驟3得到的金納米顆粒10mg溶于5毫升溶劑中，再與15mg化合物A，在氮
氣氛圍下室溫攪拌6-24小時直至配基交換反應(yīng)完全。除去溶劑后將金納米顆粒的粗產(chǎn) 物溶于甲醇，經(jīng)葡聚糖凝膠SephadexLH-20柱分離除去副產(chǎn)物、過量的TOAB以及剩 余的巰基配基。提純后的具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針以干粉的 形式存儲于-2(TC備用。
其紅外譜圖上在1731處有強(qiáng)的C=0吸收峰，說明金納米顆粒上已經(jīng)連接有 EMPO;如圖2， X射線光電子能譜(XPS)結(jié)果表明具有高效自由基捕獲性能的表面 自組裝金納米探針B中的金原子與表面硝酮類自由基探針之?dāng)?shù)比為5:1，透射電鏡 (TEM)結(jié)果表明具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B的平均粒徑為 4.5士0.5趣。
實施例2、制備具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (R=0, n=ll)
1. 四辛基溴化銨保護(hù)的金納米顆粒的制備過程如實施例1。
2. 取10mg四辛基溴化銨保護(hù)的金納米顆粒，8.6 mg co-羥基十一烷基硫醇溶于適 量溶劑中，室溫條件下攪拌6-24小時。反應(yīng)結(jié)束后，蒸除溶劑后，將所得剩余物溶于 甲醇中，通過SephadexLH-20提純后，得到純化的金納米顆粒C (R=0，n=ll)。其紅外譜圖的特征吸收峰在3358處有羥基吸收峰；XPS結(jié)果表明金納米顆粒C (R=0, n=ll)中金原子與硫原子之比為4.5:1; TEM結(jié)果表明平均粒徑為4.5±0.5nm。
3.取20mg金納米顆粒C (R=0,n=ll)，分別加入CMPO 20 mg， BOP138mg, HOBt 74 mg， DMAP 62 mg， NMM 400-800 pl，再加入適量溶劑，室溫下攪拌16-48 小時，除去溶劑后，將剩余物溶于甲醇，然后通過凝膠色譜柱Sephadex LH-20提純 后，得到目標(biāo)產(chǎn)物-具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (R=0, n=ll)。
具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (R=0， n=ll)經(jīng)過紅外光 譜檢測，在1731處有。=0的振動吸收峰；XPS結(jié)果及透射電鏡(TEM)結(jié)果表明， 所得到的平均粒徑與金納米顆粒C (R=0， n=ll)相同。
實施例3、制備具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針b (r=0，
n=4)
1. 四辛基溴化銨保護(hù)的金納米顆粒的制備過程如實施例1 。
2. 取55mg (2.4xl0-4mol) o-氨基丁基二硫化物鹽酸鹽，72mg (5xl(T4mol) CMPO， 73.7 mg ( 6.0xl(T4mol) DMAP, 81.6mg (6,0><10—4mol) HOBt， 267.2 mg
(6.0xl(T4mol) BOP， 400-800 ^1 (2.0-4.0xl(r3mol) NMM，溶于適量溶劑中，室溫 下反應(yīng)12-24小時，除去溶劑后，用適量CH2Cl2溶解后，分別用HC1溶液，飽和 NaHC03溶液，飽和NaCl溶液洗滌，無水Na2SCXt干燥。柱分離得產(chǎn)物60mg。 NMR (400MHz, CHC13) S: 1.33 (s,6H) ,1.40-1.56 (m,16H) ，2.56 (t, 4H) , 3.20 (t, 4H) ， 7.35 (t,2H) ,8.10 (m, 2H).
3. 將四辛基溴化銨保護(hù)的金納米顆粒10mg溶于適量溶劑中，加入14.2tng上步產(chǎn) 物的，室溫攪拌6-24小時直至配基交換反應(yīng)完全。除去溶劑后將金納米顆粒的粗產(chǎn)物 溶于甲醇，經(jīng)葡聚糖凝膠Sephadex LH-20柱分離，得到純化的目標(biāo)產(chǎn)物-具有高效自由 基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (R=0， n=4)。
具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針的紅外光譜與實施例2所得的 具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針相同；X射線光電子能譜(XPS) 結(jié)果表明具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針b中的金原子與硫原子之比為6:1;透射電鏡(TEM)結(jié)果表明具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探 針B的平均粒徑為4.5±0.5 nm。
實施例4、制備具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (R=0，
n=l)
n 6
7 8 n
n=0,1，2
1. 化合物8的合成 1.1化合物6的合成
單口燒瓶中加入15g (O.Olmol) (n=l)多聚乙二醇，7.5mL C0.07mo1)三乙 胺，150mL二氯甲垸，分批加入9g (0.005mol)對甲苯磺酰氯，室溫下反應(yīng)14小時， 用NaHS04溶液，5WNaHC03洗滌，無水硫酸鈉干燥，柱分離得產(chǎn)物9g。 ^-NMR (300麗z, CDC13) . 5: 7.8-7.31 (m， 4H) ; 4.14 (t, 2H) ; 3.67 (t,2H) ;3.61-3.19 (m, 10H) ;2.43 (s, 3H).
1.2化合物7的合成
單口瓶中加入上步產(chǎn)物9g (0.029mol) ， NaI.9H20 llg (0.036mol)，以及50mL 丙酮回流反應(yīng)過夜，過濾除去沉淀，除去溶劑后，柱分離得產(chǎn)物5g。 ^-NMR (300顧z, CDC13) . S: 7.8-7.31 (m, 4H) ; 4.14 (t, 2H) ; 3.67 (t,2H) ; 3.61-3.19 (m， 10H) ;2.43 (s,恥. 1.3化合物8的合成
單口瓶中加入2.9g (O.Olmol)化合物7，加入NaSH的甲醇溶液10mL，室溫 下，攪拌4小時。柱分離得產(chǎn)物4g。 iH-NMR (300MHz, CDC13) . 5: 4.91 (s,lH); 3.52-3.60 (m, 8H) ;3.44 (t,2H) ;2.7 (t， 2H) ;1.8 (s, 1H).
2. 四辛基溴化銨保護(hù)的金納米顆粒的制備過程如實例1所述。
3. 取10mg四辛基溴化銨保護(hù)的金納米顆粒，8.6 mg化合物8溶于適量溶劑中， 室溫條件下攪拌6-24小時。反應(yīng)結(jié)束后，蒸除二氯甲垸后，將所得剩余物溶于甲醇
17中，通過Sephadex LH-20提純后，得到純化的金納米顆粒C (R=0, n=l)。其紅外譜 圖的特征吸收峰在3358處有羥基吸收峰；XPS結(jié)果表明金納米顆粒C (R=0, n=l)中 金原子與硫原子之比為6:1; TEM結(jié)果表明平均粒徑為4.5±0.5nm。
4.取20mg金納米顆粒C (R=0, n=l)，分別加入CMPO 37 mg， BOP 138 mg， HOBt 74 mg， DMAP 62 mg, NMM 400-800 |al，再加入適量溶劑，室溫下攪拌12-24 小時，除去溶劑后，將剩余物溶于甲醇，然后通過凝膠色譜柱Sephadex LH-20提純 后，得到目標(biāo)產(chǎn)物-具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (R=0， n=l)。
具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針C (R=0， n=l)經(jīng)過紅外光 譜檢測，在1731處有C=0的振動吸收峰；具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金 納米探針B (R=0， n=l)的XPS結(jié)果與金納米顆粒C相同，其透射電鏡(TEM)結(jié) 果表明，所得到的平均粒徑與金納米顆粒C (R=0， n=l)相同。
實施例5、制備具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (R=N,
n=2)
l.化合物11的合成
1.1化合物9的合成
單口瓶中加入三聚乙二醇1.96g (13mmol) (n=2)，四氫呋喃20mL，三苯基膦 7g (26.7mmol) ， CBr4 8.7g (26.2mmol)。反應(yīng)5小時，濾除白色沉淀后，蒸除溶 劑，剩余物溶于二氯甲烷中，加入正己垸后，出現(xiàn)白色沉淀，過濾再除去白色沉淀， 濃縮后所得產(chǎn)物柱分離(正己烷和乙酸乙酯體積比4:1)。
^-N證(400MHz， CDC13) 8 3,49 (t，4H) ,3.69 (s，4H) ，3.83 (t，4H)
11
n=0，1，21.2化合物10的合成
單口瓶中加入1.25g (4.56mmol)化合物9， 5 mL THF ，再加入0.844g (4.56mmol)鄰苯二甲酰亞胺鉀鹽的3mL DMF溶液，加熱回流反應(yīng)5小時，蒸除溶 劑后，剩余物溶于乙酸乙酯中，水洗，飽和食鹽水洗，無水硫酸鎂干燥。柱分離(正 己烷和乙酸乙酯體積比2:1) 。 !H-畫R (400MHz， CDC13) S 3.31 (t， 2H) , 3.56 (m, 4H) ，3.66 (m，4H) ,3.83 (t,2H) ,7.6-7.8 (m,4H).
化合物9溶于10mL乙腈中，加入0.755g (5.45mmoI)碳酸鉀，硫代乙酸0.39mL (5.45mmol)。加熱回流反應(yīng)2小時。蒸除溶劑后，剩余物溶于乙酸乙酯中，NH4C1 洗，鹽水洗，無水MgS04干燥。柱分離(正己垸和乙酸乙酯體積比1:1) 。 'H-NMR (400MHz， CDC13) 5 2.23 (s, 3H) ,2.94 (t， 2H) ,3.44 (t, 2H) ,3.49 (m， 2H) ,3.54 (m,2H) ，3.66 (t，2H) ,3.81 (t,2H) ，7.6-7.8 (m, 4H). 1.3化合物11的合成
化合物10溶于15mL甲醇中，加入0.55mL (17mmo1)水合肼。攪拌反應(yīng)5小 時。除去溶劑后，柱分離。!H-畫R (400MHz， CDC13) 5 2.64 (t, 2H) ,2.88 (t， 2H)， 3.52 (t,2H) ,3.56 (t, 2H) ，3.57 (s,4H).
2. 四辛基溴化銨保護(hù)的金納米顆粒的制備過程如實例一所述。
3. 取10mg四辛基溴化銨保護(hù)的金納米顆粒，25 mg化合物11溶于適量溶劑中， 室溫條件下攪拌6-24小時。反應(yīng)結(jié)束后，蒸除二氯甲垸后，將所得剩余物溶于甲醇 中，通過Sephadex LH-20提純后，得到純化的金納米顆粒C (R=0, n=l)。其紅外譜 圖的特征吸收峰在3358處有羥基吸收峰；XPS結(jié)果表明金納米顆粒C (R=0，n=l)中 金原子與硫原子之比為4.5:1; TEM結(jié)果表明平均粒徑為4.5±0.5nm。
4. 取20mg金納米顆粒C (R=0, n=l)，分別加入CMPO 37 mg， BOP 138 mg， HOBt 74 mg， DMAP 62 mg， NMM 400-800 jil，再加入適量溶劑，室溫下攪拌16-48 小時，除去溶劑后，將剩余物溶于甲醇，然后通過凝膠色譜柱Sephadex LH-20提純 后，得到目標(biāo)產(chǎn)物-具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (R=0, n=l)。具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針C (R=0， n=l)經(jīng)過紅外 光譜檢測，在1731處有C=0的振動吸收峰；具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝 金納米探針B (R=0， n=l)的XPS結(jié)果與金納米顆粒C相同，其透射電鏡(TEM) 結(jié)果表明，所得到的平均粒徑與金納米顆粒C (R=0， n=l)相同。實施例6、制備具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (R=0，
n=2)
1. 化合物A的合成
取55mg (2.4xl(T4mol) co-羥基聚乙二醇基二硫化物鹽酸鹽，72mg (5xl(T4mol) CMPO, 73.7 mg (6.0xl0-4mol) DMAP, 81.6mg (6.0xl(T4mol) HOBt， 267.2 mg (6.0xl(T4mol) BOP， 400-800 pi (2.0-4..0xl0-3mol) NMM，溶于適量溶劑中，室溫 下反應(yīng)12-24小時，除去溶劑后，用適量CH2CV溶解后，分別用HC1溶液，NaHCCM容 液，無水Na2S04干燥。柱分離得產(chǎn)物。'H-NMR (400MHz, CHC13) S: 1.33 (s，6H), 1.40-1.70 (m,8H) ,2.73 (t,4H) ,3.54-3.70 (m，16H) ,4.25 (t,4H) ,7.35 (m,2H).
2. 四辛基溴化銨保護(hù)的金納米顆粒的制備
取5 mL HAuCl4水溶液(30.0 mM)禾卩14 mL四辛基季胺鹽的甲苯溶液(50 mM)相互混合，攪拌30分鐘使HAuCi4在四辛基的協(xié)助下充分進(jìn)入有機(jī)層，最終水 層透明而甲苯層變?yōu)閷毷t色。然后在劇烈攪拌的條件下逐滴加入過量的硼氫化鈉8 毫升(0.2 M),隨著滴加的進(jìn)行，甲苯層逐漸發(fā)生由寶石紅-白-灰-褐-深酒紅色的顏 色變化，完全加入后繼續(xù)攪拌2小時直至反應(yīng)完全。分離有機(jī)層，室溫下氮氣吹干。
3. 制備目標(biāo)化合物-具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B 將步驟2得到的金納米顆粒10mg溶于適量溶劑中，再加入30mg化合物A，在氮
氣氛圍下室溫攪拌12-24小時直至配基交換反應(yīng)完全。除去溶劑后將金納米顆粒的粗 產(chǎn)物溶于甲醇，經(jīng)葡聚糖凝膠SephadexLH-20柱分離除去副產(chǎn)物、過量的TOAB以及 剩余的巰基配基。提純后具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針以干粉的 形式存儲于-2(TC備用。
其紅外譜圖上在1733處有強(qiáng)的C=0吸收峰，說明金納米顆粒上已經(jīng)連接有 EMPO; X射線光電子能譜(XPS)結(jié)果表明具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝 金納米探針B中的金原子與表面硝酮類自由基探針之?dāng)?shù)比為6.5:1，透射電鏡(TEM) 結(jié)果表明具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B的平均粒徑為 4.5士0.5nm。實施例7、制備具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (R=0， n=ll)
1. 化合物A的合成
取50.4mg (2.4xl0-4mol) co-羧基二硫化物鹽酸鹽，103.5mg (5xl(T4mol)對羥乙 基PBN, 73.7 mg (6.0xl(T4mol) DMAP， 81.6mg (6.0xlO"mo1) HOBt， 267.2 mg
(6,0xl0-4mol) BOP， 400-800 ^1 (2.0-4..0><l(r3mol) NMM，溶于適量溶劑中，室溫 下反應(yīng)16-48小時，除去溶劑后，用適量CH2Cl2溶解后，分別用稀鹽酸溶液， NaHC03溶液，無水Na2S04干燥。柱分離得產(chǎn)物。)H-NMR (400MHz, CHC13) 5: 1.30
(s，18H) ，2.54 (t,4H) ，2.80-3.10 (m,8H) ,4.40 (t，4H) ,7.34 (d，4H) ，7.80 (d，4H)， 8.25 (s,2H).
2. 四辛基溴化銨保護(hù)的金納米顆粒的制備
取5 mL HAuCU水溶液(30.0 mM)和14 mL四辛基季胺鹽的甲苯溶液(50 mM)相互混合，攪拌30分鐘使HAuCU在四辛基的協(xié)助下充分進(jìn)入有機(jī)層，最終水 層透明而甲苯層變?yōu)閷毷t色。然后在劇烈攪拌的條件下逐滴加入過量的硼氫化鈉8 毫升(0.2 M)，隨著滴加的進(jìn)行，甲苯層逐漸發(fā)生由寶石紅-白-灰-褐-深酒紅色的顏 色變化，完全加入后繼續(xù)攪拌2小時直至反應(yīng)完全。分離有機(jī)層，室溫下氮氣吹干。
3. 制備目標(biāo)化合物-具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B 將步驟3得到的金納米顆粒10mg溶于適量溶劑中，加入35mg化合物A，室溫攪
拌12-24小時直至配基交換反應(yīng)完全。除去溶劑后將金納米顆粒的粗產(chǎn)物溶于甲醇， 經(jīng)葡聚糖凝膠Sephadex LH-20柱分離除去副產(chǎn)物、過量的TOAB以及剩余的巰基配 基。提純后的具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針以干粉的形式存儲于-20。C備用。
其紅外譜圖上在1568處有強(qiáng)的C=N吸收峰，說明金納米顆粒上已經(jīng)連接有 PBN; X射線光電子能譜(XPS)結(jié)果表明具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金 納米探針B中的金原子與表面硝酮類自由基探針之?dāng)?shù)比為5:1,透射電鏡(TEM)結(jié) 果表明具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B的平均粒徑為4.5±0.5nm。
實施例8、合成具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (R=N，
n=l)
21<formula>formula see original document page 22</formula>13
1.化合物13的合成 1.1化合物12的合成
取0.119g化合物11 5mL THF中，向其中滴加0.22g (7.9xl(T4mol)三苯基氯甲 烷。50。C下反應(yīng)4小時。蒸除溶劑后，柱分離得無色液體0.145g。 'H-NMR (400 MHz, CHC13) 5: 2.40 (t，2H) ，3.11 (br,2H) ,3.26 (t， 2H) ,3.42 (br， 2H) ,3.50 (br,2H), 3.69 (br,2H) ,7.1-7.5 (m, 15H).
1.2化合物n的合成
取0.145g化合物12，溶于5mL DMF中，向其中加入DMAP (52mg,4.26xl(T 4mol) , EDC (82mg, 4.5><l(r4mol)。室溫下繼續(xù)反應(yīng)12-24小時。柱分離得到產(chǎn)物。 將所得產(chǎn)物溶于10%三氟乙酸的二氯甲烷中，再向其中滴加三乙基硅烷(30^1)。室 溫下攪拌1小時。柱分離得產(chǎn)物。'H-NMR (400 MHz, H20) S: 1.36 (s， 3H) , 1.60-2.10 (m，4H) ，2.73 (m，2H) ，3.40-3,70 (m， 10H) ，7.35 (m, 1H).
2. 四辛基溴化銨保護(hù)的金納米顆粒的制備
取5 mL HAuCU水溶液(30.0 mM)和14 mL四辛基季胺鹽的甲苯溶液(50 mM)相互混合，攪拌30分鐘使HAuCU在四辛基的協(xié)助下充分進(jìn)入有機(jī)層，最終水 層透明而甲苯層變?yōu)榫萍t色，完全加入后繼續(xù)攪拌2小時直至反應(yīng)完全。分離有機(jī) 層，室溫下變?yōu)閷毷t色。然后在劇烈攪拌的條件下逐滴加入過量的硼氫化鈉8毫升 (0.2M),隨著滴加的進(jìn)行，甲苯層逐漸發(fā)生由寶石紅-白-灰-褐-深，氮氣吹干。
3. 制備目標(biāo)化合物-具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B
將步驟2得到的金納米顆粒10mg溶于適量溶劑中，再加入16mg化合物16，在 氮氣氛圍下室溫攪拌12-24小時直至配基交換反應(yīng)完全。除去溶劑后將金納米顆粒的 粗產(chǎn)物溶于甲醇，經(jīng)葡聚糖凝膠SephadexLH-20柱分離除去副產(chǎn)物、過量的TOAB以及剩余的巰基配基。提純后的具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針以干 粉的形式存儲于-2(TC備用。
其紅外譜圖上在1731處有強(qiáng)的C=0吸收峰，說明金納米顆粒上已經(jīng)連接有 EMPO; X射線光電子能譜(XPS)結(jié)果表明具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金 納米探針B中的金原子與表面硝酮類自由基探針之?dāng)?shù)比為5:1，透射電鏡(TEM)結(jié) 果表明具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B的平均粒徑為4.5±0.5nm。
實施例9、合成具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (R=N，
n=l)
1. 四辛基溴化銨保護(hù)的金納米顆粒的制備過程如實例1所述。
2. 取10mg四辛基溴化銨保護(hù)的金納米顆粒，8.6 mg化合物11溶于適量溶劑中， 室溫條件下攪拌6-16小時。反應(yīng)結(jié)束后，蒸除溶劑后，將所得剩余物溶于甲醇中，通 過Sephadex LH-20提純后，得到純化的金納米賴粒C (R=0, n=i)。其紅外譜圖的特 征吸收峰在3358處有羥基吸收峰；XPS結(jié)果表明金納米顆粒C (R=0, n=l)中金原子 與硫原子之比為4.5:1; TEM結(jié)果表明平均粒徑為4.5士0.5nm。
3. 取20mg金納米顆粒C (R=0， n=l),分別加入AMPO 37 mg， BOP 238 mg, HOBt74 mg， DMAP 62 mg， NMM 400-600 pl，再加入適量溶劑，在室溫下攪拌12-48 小時，除去溶劑后，將剩余物溶于甲醇，然后通過凝膠色譜柱Sephad改LH-20提純 后，得到目標(biāo)產(chǎn)物-具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (R=0, n=l)。具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針C (R=0， n=l)經(jīng)過紅外 光譜檢測，在1731處有C-O的振動吸收峰；具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝 金納米探針B (R=0， n=l)的XPS結(jié)泉與金納米顆粒C相同，其透射電鏡(TEM) 結(jié)果表明，所得到的平均粒徑與金納米顆粒C (R=0， n=l)相同6
實施例10、具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針的自由基捕獲實驗 l.羥基自由基捕獲實驗
實驗中羥基自由基(HO')由Fenton反應(yīng)產(chǎn)生，具體如下將Fe2+ (2mM)加到 含有自組裝金納米探針(25 nM) ， H202 (0.2%)及EDTA (2 mM)的磷酸緩沖溶液 (0.1 M, pH 7.4)中。在具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B存在下，得到了如圖所示的ESR信號，而且在加入氧化氫酶(Catalase, 3600 U mL—1)或在 未加H202的情6況下均檢測不到該信號，這就說明該信號的產(chǎn)生與Fenton體系產(chǎn)生的 H(T直接相關(guān)。
2. 其他碳中心自由基的捕獲實驗
采用Fenton體系外加醇的方法得到了一系列的a-羥基烷基自由基，在這些體系中 加入具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (25 pM)，得到了相類似的 ESR譜圖，如圖7，均有五條譜峰組成，且有譜峰變寬的現(xiàn)象。
3. 超氧自由基的捕獲實驗
超氧自由基是由超氧化鉀和N，N-二甲基甲酰胺體系產(chǎn)生，在此體系中加入具有高 效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (50 pM)，得到的超氧自由基加合物的 譜圖，如圖8，是由六條峰組成的。
實施例11、具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針與PBN (a-苯基-N-叔丁基硝酮)的羥基捕獲競爭實驗
具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B捕獲光照&02產(chǎn)生的OH自
由基會產(chǎn)生ESR信號。具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B (0-
25pM)捕獲OH自由基的速率常數(shù)是由其與PBN (10 pM)的競爭實驗得到的。相對
于存在具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B和不存在具有高效自由基
捕獲性能的表面自組裝金納米探針B， PBN的ESR譜圖的第一、第二條峰位置基本上
沒有發(fā)生變化。因此采用測量第二條峰強(qiáng)度的方法(F. A. Villamena， C. M. Hadad, J. L.
Zweier. J尸/^s.C/7em. ^ 2003, 107, 4407-4414)來計算具有高效自由基捕獲性能的表面
自組裝金納米探針B捕獲OH的速率常數(shù)。測量第一、二條峰的強(qiáng)度，并將數(shù)據(jù)用于
如下方程得其速率常數(shù)
「 1 = 、u@,[Au@EMP0] ____________m
7一 —;t [PBN]
PBN "*
V- PBN不存在具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針時的捕獲速率 v-PBN存在具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針時的捕獲速率 Z0u^fMP。具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針的OH捕獲速率常數(shù) KPSW PBN的OH捕獲速率常數(shù)[PBN]-PBN的濃度 [Au@EMPO-Au@EMPO的濃度
Au@EMPO代表具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針B 采用[l]式得到了關(guān)于Au@EMPO的OH反應(yīng)速率常數(shù)kAu@EMPO = 8.26xl012 M" S— 、其結(jié)果如圖9所示。AiK^EMPO和OH'的反應(yīng)速率是EMPO的200倍。這個結(jié)果證 明了我們的預(yù)想，將EMPO基團(tuán)自組裝在金納米顆粒表面能夠顯著增強(qiáng)其反應(yīng)活性， 同時也證明這種基于金納米顆粒的高效捕獲自由基的設(shè)計思路的有效性。
權(quán)利要求
1、一種具有自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針，是在金納米顆粒表面通過式Ia或式Ib結(jié)構(gòu)式所示的連接子連接式IIa、式IIb或式IIc結(jié)構(gòu)式所示的硝酮類自由基探針配基；所述硝酮類自由基探針配基與所述連接子的R3基團(tuán)端連接，所述金納米顆粒與所述連接子的巰基端連接；(式Ia)(式Ib) (式IIa) (式IIb)(式IIc)；所述式Ia和式Ib中，Ra為-OH、-NH2或-COOH，n＝2-11，n1＝1-4；所述式IIc中，R1為 id="icf0002" file="A2009100811750002C2.tif" wi="7" he="8" top= "101" left = "67" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>或--P(O)(OC2H5)2，R2為OH、COOH或CH2OH。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的探針，其特征在于所述金納米顆粒的金原子與所述硝酮類自由基探針配基的摩爾比為4-7: 1，所述金納米顆粒的平均粒徑為1-6納米。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的探針，其特征在于所述金納米顆粒的金原子與所述硝酮類自由基探針配基的摩爾比為4.5-4.7: 1;所述金納米顆粒的平均粒徑為1.5-1.6納米或4.5-4.6納米。
4、 一種制備權(quán)利要求1所述具有自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針的方法，包括如下步驟1)將式IIa所示硝酮類自由基探針配基與式IVa或式IVb所示的化合物進(jìn)行?；磻?yīng)，得到式IXa或式IXb所示的化合物；或者，將式IIb所示硝酮類自由基探針配基與式IVa或式IVb所示的化合物進(jìn)行?；磻?yīng)，得到式IXa或式IXb所示的化合物；或者，將式IIc結(jié)構(gòu)式所示硝酮類自由基探針配基與式IVa或式IVb所示的化合物進(jìn)行?；磻?yīng)，得到式IXa或式IXb所示的化合物；<formula>formula see original document page 2</formula>所述式IIc中，R4為T或P<0>(0C2H5>2， R2為OH、 COOH或CH20H;所述式IVa和式IVb中所述式IXa和式IXb中R為NH或O， n=2-lln產(chǎn)l-4;(,ch2) n.。\2)將所述步驟1)制備得到的式IXa或式IXb所示的化合物與金納米顆粒進(jìn)行配基交換反應(yīng)，得到所述具有自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述步驟1)中，?；磻?yīng)所用的縮合劑選自三(二甲基氨基)1-苯并三唑氧基六氟磷酸季鱗鹽、N，N-二環(huán)己基碳二酰亞胺或1-乙基-3- (3-二甲氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于所述步驟1)中，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時間為6-24小時，反應(yīng)溶劑選自四氫呋喃、二甲基甲酰胺或二氯甲垸；所述步驟2)中，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)溶劑為二氯甲烷或者體積比為1: 1的二氯甲烷和甲醇的混合液，反應(yīng)時間為4-36小時。
7、 一種制備權(quán)利要求1所述具有自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針的方法，包括如下步驟1)將式VIa、式VIb、式VIc或式VId所示化合物與金納米顆粒進(jìn)行配基交換反應(yīng)，得到連接子修飾的金納米顆粒；式VIa、式VIb、式VIc和式VId中，R為NH或O， n=2-ll， n產(chǎn)l-4;2)將所述步驟1)得到的連接子修飾的金納米顆粒與式IIa、式lib或式lie結(jié)構(gòu)式所示的硝酮類自由基探針配基進(jìn)行?；磻?yīng)，得到所述具有自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針；(式VIb)(式VI c)(式VI d)HOOCfCH2CH2(^s-s"(ch2ch20}"cooh所述式IIc中，Ri為 或—p(o)(oc2hs>2， R2為QH、 COOH或CH20H。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述步驟2)中，?；磻?yīng)所用的縮合劑選自三(二甲基氨基)1-苯并三唑氧基六氟磷酸季鱗鹽、N,N-二環(huán)己基碳二酰亞胺或1-乙基-3- (3-二甲氨基丙基)碳二亞胺鹽酸鹽。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于所述步驟1)中，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)溶劑為二氯甲烷或者體積比為1: 1的二氯甲垸和甲醇的混合液，反應(yīng)時間為4-36小時；所述步驟2)中，反應(yīng)溫度為室溫，反應(yīng)時間為6-24小時，反應(yīng)溶劑選自四氫呋喃、二甲基甲酰胺或二氯甲烷。
10、 權(quán)利要求l所述具有自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針在制備硝酮類自由基探針或抗氧化劑中的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明公開了具有自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針及其制備方法與應(yīng)用。本發(fā)明提供的具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針，是在金納米顆粒表面，通過式I結(jié)構(gòu)的連接子連接有式II結(jié)構(gòu)的硝酮類自由基探針配基，所述硝酮類自由基探針配基與所述連接子的R₃基團(tuán)端連接，所述金納米顆粒與所述連接子的巰基端連接；式Ia和式Ib中，R₃為-OH、-NH₂或-COOH，n＝2-11，n₁＝1-4；式IIc中，R₁為或-P(O)(OC₂H₅)₂，R₂為OH、COOH或CH₂OH。本發(fā)明提供的具有高效自由基捕獲性能的表面自組裝金納米探針，能達(dá)到低濃度下快速捕獲自由基的目的，同時又能作為抗氧化劑而得到應(yīng)用。
文檔編號A61K31/683GK101525342SQ20091008117
公開日2009年9月9日 申請日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者揚(yáng) 劉, 杜立波, 秋 田 申請人:中國科學(xué)院化學(xué)研究所