專利名稱：一種水溶性Au₁₀納米團簇分子的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及團簇分子制備方法，尤其涉及一種水溶性Aultl納米團簇分子的制備方 法。
背景技術(shù)：
金屬納米團簇引起了許多學科領(lǐng)域的科學家們很大的研究興趣，并且被認為在眾 多領(lǐng)域中如催化劑、發(fā)光二極管等存在潛在的應(yīng)用。由于金屬的費米能級處于能帶的正中 心，其相對能級間距比較小，一般納米尺寸的晶體只表現(xiàn)出等離子體吸收的特性。但是，當 金屬團簇的尺寸減小到一定程度，如亞納米水平時，團簇分子會形成可區(qū)分的清晰的能帶 結(jié)構(gòu)，這使得金屬團簇分子可能表現(xiàn)出發(fā)射光譜的性質(zhì)。由于金納米晶體對于生物體是良 性的并且具有很好的生物相容性，采用發(fā)光的金亞納米團簇分子作為標識物應(yīng)用于生物等 領(lǐng)域?qū)⒊蔀榭赡?。雖然許多課題組發(fā)展了多種制備金屬納米團簇的方法，但是制備原子級別且單分 散的金屬團簇分子仍然是一個挑戰(zhàn)，而且，大部分方法制備的納米團簇分子需要進一步的 提純和功能化才可能使其具有水溶性和生物相容性。生物分子，如氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、脫 氧核糖核酸，具有自然界精確的完美化學組成和結(jié)構(gòu)，常被應(yīng)用于控制納米晶體的成核和 生長過程，或者被用作模板誘導合成形狀可控的納米晶體。重要的是，生物分子本身不僅 含有各種功能基團，而且具有結(jié)構(gòu)的多樣性，這提供了與合成納米晶體前驅(qū)體進行選擇性 吸附或者鍵接的可能性，由此控制著納米晶體往特定的晶面生長。例如，研究人員采用DNA 或者寡聚核糖核酸作為支架，合成了含有特定原子數(shù)的銀納米團簇。用生物分子參與反應(yīng) 制備金屬納米團簇使得材料制備過程變得綠色無毒，得到的納米材料具備良好的生物相容 性，為實現(xiàn)金屬團簇分子在生物領(lǐng)域的應(yīng)用提供了良好的思路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種水溶性Aultl納米團簇分子的制備 方法。水溶性Aultl納米團簇分子的制備方法包括如下步驟1)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0. 0033 0. 2M的組氨酸水溶液；2)將氯金酸溶于水中，攪拌，得到濃度為IOmM的氯金酸水溶液；3) 3mL濃度為0. 0033 0. 2M的組氨酸水溶液加入到ImL濃度為IOmM的氯金酸水 溶液中，調(diào)節(jié)Ph值至2 11，充分混合，靜置反應(yīng)lh，得到水溶性Aultl納米團簇分子。所述的水溶性Aultl納米團簇分子由10個金原子構(gòu)成的金核和包覆在金核表面的 組氨酸分子組成，組氨酸分子中的氨基通過強的N-Au化學鍵合到金核表面。所述的組氨酸的分子結(jié)構(gòu)式為 本發(fā)明與現(xiàn)技術(shù)相比，具有的有益效果1)組氨酸誘導生成Aultl納米團簇分子是目前國際上第一次制備出以Aultl納米團 簇為主要產(chǎn)物的方法，該團簇具有熒光量子效率為8. 78%的藍綠色熒光，熒光量子效率在 國際上處于較高水平；2)Aultl納米團簇的制備過程具有穩(wěn)定性和普適性的特點，產(chǎn)物不受制備過程中反 應(yīng)物起始濃度比、溶液酸堿度和溫度的影響；3)制備水溶性金納米團簇的方法簡單，通過一步反應(yīng)即可制得Aultl納米團簇， 極大地簡化了金屬團簇的制備過程，使其大規(guī)模制備成為可能，加速了其在各個領(lǐng)域的應(yīng) 用；4)制備得到的Aultl納米團簇表面被生物分子包覆，提高了納米材料的生物相容 性，使得其在生物領(lǐng)域的應(yīng)用成為可能。


圖1為本發(fā)明Aultl納米團簇紫外可見吸收光譜；圖2為本發(fā)明Aultl納米團簇熒光光譜；圖3為本發(fā)明Aultl納米團簇X射線光電子能譜；圖4(a)為本發(fā)明Aultl納米團簇表面包覆2個組氨酸的質(zhì)譜；圖4(b)為本發(fā)明Aultl納米團簇表面包覆6個組氨酸的質(zhì)譜。
具體實施例方式水溶性Aultl納米團簇分子的制備方法包括如下步驟1)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0. 0033 0. 2M的組氨酸水溶液；2)將氯金酸溶于水中，攪拌，得到濃度為IOmM的氯金酸水溶液；3) 3mL濃度為0. 0033 0. 2M的組氨酸水溶液加入到ImL濃度為IOmM的氯金酸水 溶液中，調(diào)節(jié)Ph值至2 11，充分混合，靜置反應(yīng)lh，得到水溶性Aultl納米團簇分子。所述的水溶性Aultl納米團簇分子由10個金原子構(gòu)成的金核和包覆在金核表面的 組氨酸分子組成，組氨酸分子中的氨基通過強的N-Au化學鍵合到金核表面。所述的組氨酸的分子結(jié)構(gòu)式為 下面的實施例是對本發(fā)明的進一步說明，而不是限制本發(fā)明的范圍。實施例11)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0. 0033M的組氨酸水溶液；2)將氯金酸溶于水中，攪拌，得到濃度為IOmM的氯金酸水溶液；3) 3mL濃度為0. 0033M的組氨酸水溶液加入到ImL濃度為IOmM的氯金酸水溶液 中，調(diào)節(jié)Ph值至7，充分混合，靜置反應(yīng)lh，得到水溶性Aultl納米團簇分子。實施例21)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0. OlM的組氨酸水溶液；2)將氯金酸溶于水中，攪拌，得到濃度為IOmM的氯金酸水溶液；3) 3mL濃度為0. OlM的組氨酸水溶液加入到ImL濃度為IOmM的氯金酸水溶液中， 調(diào)節(jié)Ph值至7，充分混合，靜置反應(yīng)lh，得到水溶性Aultl納米團簇分子。實施例31)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0. 05M的組氨酸水溶液；2)將氯金酸溶于水中，攪拌，得到濃度為IOmM的氯金酸水溶液；3) 3mL濃度為0. 05M的組氨酸水溶液加入到ImL濃度為IOmM的氯金酸水溶液中， 調(diào)節(jié)Ph值至7，充分混合，靜置反應(yīng)lh，得到水溶性Aultl納米團簇分子。實施例41)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0. IM的組氨酸水溶液；2)將氯金酸溶于水中，攪拌，得到濃度為IOmM的氯金酸水溶液；3) 3mL濃度為0. IM的組氨酸水溶液加入到ImL濃度為IOmM的氯金酸水溶液中，調(diào) 節(jié)Ph值至7，充分混合，靜置反應(yīng)lh，得到水溶性Aultl納米團簇分子。實施例51)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0. 2M的組氨酸水溶液；2)將氯金酸溶于水中，攪拌，得到濃度為IOmM的氯金酸水溶液；3) 3mL濃度為0. 2M的組氨酸水溶液加入到ImL濃度為IOmM的氯金酸水溶液中，調(diào) 節(jié)Ph值至7，充分混合，靜置反應(yīng)lh，得到水溶性Aultl納米團簇分子。實施例61)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0. IM的組氨酸水溶液；2)將氯金酸溶于水中，攪拌，得到濃度為IOmM的氯金酸水溶液；3) 3mL濃度為0. IM的組氨酸水溶液加入到ImL濃度為IOmM的氯金酸水溶液中，調(diào) 節(jié)Ph值至2，充分混合，靜置反應(yīng)lh，得到水溶性Aultl納米團簇分子。
實施例71)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0. IM的組氨酸水溶液；2)將氯金酸溶于水中，攪拌，得到濃度為IOmM的氯金酸水溶液；3) 3mL濃度為0. IM的組氨酸水溶液加入到ImL濃度為IOmM的氯金酸水溶液中，調(diào) 節(jié)Ph值至11，充分混合，靜置反應(yīng)lh，得到水溶性Aultl納米團簇分子。實施例81)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0. IM的組氨酸水溶液；2)將氯金酸鉀溶于水中，攪拌，得到濃度為IOmM的氯金酸鉀水溶液；3) 3mL濃度為0. IM的組氨酸水溶液加入到ImL濃度為IOmM的氯金酸鉀水溶液中， 調(diào)節(jié)Ph值至7，充分混合，靜置反應(yīng)lh，得到水溶性Aultl納米團簇分子。實施例91)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0. 2M的組氨酸水溶液；2)將氯金酸鈉溶于水中，攪拌，得到濃度為IOmM的氯金酸鈉水溶液；3) 3mL濃度為0. 2M的組氨酸水溶液加入到ImL濃度為IOmM的氯金酸鈉水溶液中， 調(diào)節(jié)Ph值至7，充分混合，靜置反應(yīng)lh，得到水溶性Aultl納米團簇分子。實施例101)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0. IM的組氨酸水溶液；2)將氯金酸溶于水中，攪拌，得到濃度為IOmM的氯金酸水溶液；3) 3mL濃度為0. IM的組氨酸水溶液加入到ImL濃度為IOmM的氯金酸水溶液中，調(diào) 節(jié)Ph值至7，充分混合，將溶液溫度調(diào)至0°C，靜置反應(yīng)lh，得到水溶性Aultl納米團簇分子。實施例111)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0. IM的組氨酸水溶液；2)將氯金酸溶于水中，攪拌，得到濃度為IOmM的氯金酸水溶液；3) 3mL濃度為0. IM的組氨酸水溶液加入到ImL濃度為IOmM的氯金酸水溶液中， 調(diào)節(jié)Ph值至7，充分混合，將溶液溫度調(diào)至25°C，靜置反應(yīng)lh，得到水溶性Aultl納米團簇分 子。實施例121)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0. IM的組氨酸水溶液；2)將氯金酸溶于水中，攪拌，得到濃度為IOmM的氯金酸水溶液；3) 3mL濃度為0. IM的組氨酸水溶液加入到ImL濃度為IOmM的氯金酸水溶液中， 調(diào)節(jié)Ph值至7，充分混合，將溶液溫度調(diào)至60°C，靜置反應(yīng)lh，得到水溶性Aultl納米團簇分 子。
權(quán)利要求
一種水溶性Au10納米團簇分子的制備方法，其特征在于包括如下步驟1)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0·0033～0.2M的組氨酸水溶液；2)將氯金酸溶于水中，攪拌，得到濃度為10mM的氯金酸水溶液；3)3mL濃度為0.0033～0.2M的組氨酸水溶液加入到1mL濃度為10mM的氯金酸水溶液中，調(diào)節(jié)Ph值至2～11，充分混合，靜置反應(yīng)1h，得到水溶性Au10納米團簇分子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水溶性Aultl納米團簇分子，其特征在于所述的水溶性 Au10納米團簇分子由10個金原子構(gòu)成的金核和包覆在金核表面的組氨酸分子組成，組氨酸 分子中的氨基通過強的N-Au化學鍵合到金核表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水溶性Aultl納米團簇分子，其特征在于所述的組氨酸的 分子結(jié)構(gòu)式為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種生物分子誘導一步反應(yīng)制備水溶性Au10納米團簇分子的方法。包括如下步驟1)將組氨酸溶于水中，攪拌，得到濃度為0.0033～0.2M的組氨酸水溶液；2)將氯金酸溶于水中，攪拌，得到濃度為10mM的氯金酸水溶液；3)3mL濃度為0.0033～0.2M的組氨酸水溶液加入到1mL濃度為10mM的氯金酸水溶液中，調(diào)節(jié)pH值至2～11，充分混合，靜置反應(yīng)1h，得到水溶性Au10納米團簇分子。本發(fā)明得到的水溶性Au10納米團簇發(fā)藍綠色熒光，熒光量子效率為8.78％；該水溶性Au10納米團簇具有良好的單分散性和穩(wěn)定性以及良好的生物相容性等特點，在納米催化、單分子光電子學、生物傳感和標記等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
文檔編號B22F9/24GK101905328SQ20101022869
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者周仁甲, 施敏敏, 楊曦, 陳曉強, 陳紅征 申請人:浙江大學