本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種貴金屬納米材料的制備方法。

背景技術(shù)：
納米材料在光學(xué)、磁學(xué)、電學(xué)、化學(xué)和理學(xué)等方面表現(xiàn)出異于常規(guī)材料的特殊性質(zhì)，如量子隧道效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等。納米材料的這些特性為各個(gè)領(lǐng)域新材料的發(fā)展提供了新思路，更使得納米材料成為納米科技中的研究熱點(diǎn)。其中，鉑納米粒子作為納米材料中的一種，除了擁有納米材料的優(yōu)異性能外，由于自身在結(jié)構(gòu)、電子方面的特征使其還有一些特殊的性能，如：表面等離子體共振、抑菌功能、良好的穩(wěn)定性、抗菌、熒光效應(yīng)、單電子躍遷等。此外，鉑元素作為貴金屬，其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不易受生物溶液的腐蝕，對生物體無毒副作用，這些優(yōu)點(diǎn)使其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍更加廣泛。因此，鉑納米粒子在生物醫(yī)療、磁學(xué)、催化及生物傳感等方面有巨大的應(yīng)用潛能。按照物質(zhì)的原始狀態(tài)，鉑納米粒子的制備方法主要分為：固相法、氣相法和液相法。固相法有高能球磨法、固相反應(yīng)法和大塑性變形法等；氣相法有化學(xué)氣相沉積、分子束外延、電阻加熱法等；液相法有沉淀法、微乳法、水熱法等。這些傳統(tǒng)的化學(xué)工藝手段所制得的鉑納米粒子易沉淀、聚集，且形貌不易控制。另外，制備過程需要高強(qiáng)度的儀器，原料和中間物易污染環(huán)境，其成本較高，制備過程較復(fù)雜，產(chǎn)率較低。以上缺點(diǎn)進(jìn)一步導(dǎo)致了所制得的鉑納米粒子在應(yīng)用方面受到限制，如：生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域、醫(yī)藥領(lǐng)域等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低廉、工藝簡單、無污染、形貌可控的以桿菌肽為模板制備鏈球狀鉑納米粒子的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案如下：(1)按每毫升pH4～5的鹽酸溶液中加入0.57～0.85mg桿菌肽的比例，配置成0.4～0.6mM的酸性桿菌肽溶液；(2)將上述桿菌肽溶液在金屬浴50～70℃條件下熱處理40～60min；(3)按桿菌肽溶液:四氯化鉑水溶液的摩爾比為1:8～10的比例，向步驟(2)處理后的桿菌肽溶液中加入四氯化鉑溶液，混合均勻，將其放入雙層氣浴振蕩器中，100～120rpm，溫度為22～24℃下孵育16～22h；(4)按硼氫化鈉(NaBH4):四氯化鉑水溶液的摩爾比為1:1～4的比例，向步驟(3)孵育好的溶液中加入還原劑硼氫化鈉(NaBH4)，滴速控制在1～3滴/分鐘，每滴30μL，共加入60～90mL還原劑，反應(yīng)溫度控制在23～25℃，反應(yīng)時(shí)間為10～20min，使溶液從淡黃色緩慢變?yōu)闇\灰色，制得粒徑為15～30nm的鏈球狀納米鉑。本發(fā)明所選模板桿菌肽是一種小分子十二肽化合物，其基本結(jié)構(gòu)為一個(gè)環(huán)狀結(jié)構(gòu)(7個(gè)氨基酸)和一個(gè)鏈狀結(jié)構(gòu)(5個(gè)氨基酸)，由地衣芽孢桿菌和枯草芽孢桿菌產(chǎn)生，易溶于水，臨床上用于抗菌劑。通過對其分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)蛋白模板的空間結(jié)構(gòu)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)條件預(yù)先設(shè)計(jì)的模板形貌，在酸性條件下對其進(jìn)行熱處理，形成預(yù)期的空間構(gòu)象，使特異性基團(tuán)(羥基、巰基等)暴露在其表面，并攜帶有豐富的正電荷。利用生物分子所具有的嚴(yán)格且完善的分子識別功能，將制得的模板肽溶液與一定濃度的前驅(qū)金屬鹽溶液進(jìn)行共孵育，混合溶液分子通過有序的共價(jià)鍵合成具有確定結(jié)構(gòu)的中間體，然后通過氫鍵、范德華力和非共價(jià)鍵的作用形成大的、穩(wěn)定的聚集體，最后以一個(gè)或多個(gè)分子聚集體或聚合物為結(jié)構(gòu)單元，重復(fù)排列組織得到所需的納米結(jié)構(gòu)。另外，在孵育過程中，模板可通過生物礦化作用，使一部分金屬粒子結(jié)晶在桿菌肽表面，形成晶核，最后在還原劑硼氫化鈉的作用下，金屬粒子沿一定的晶面方向生長，并且通過控制還原反應(yīng)的速率使模板表面的鉑粒子均勻分布，最終制得形貌均一、分散性良好、金屬負(fù)載率較高的鏈球狀納米鉑。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：1、采用桿菌肽為模板，分子式為C66H103N17O16S，其分子組成簡單，分子量小，只含有十二個(gè)氨基酸，性質(zhì)穩(wěn)定易儲(chǔ)存，可為納米材料的合成提供特定的形貌和結(jié)構(gòu)，另外，其本身存在易于調(diào)控的化學(xué)識別位點(diǎn)，便于納米粒子與其結(jié)合，利于形成特定的產(chǎn)物形貌。2、制備方法簡單、操作方便、原料易得、反應(yīng)條件溫和、易于控制、產(chǎn)率高且無污染。3、制得的鏈球狀鉑納米粒子分散性好，形貌規(guī)則，尺寸小且均一，金屬負(fù)載率較高。4、所使用的模板為臨床藥物，可以擴(kuò)展其在生物醫(yī)藥、生物傳感器、病理學(xué)等方面的應(yīng)用。附圖說明圖1為本發(fā)明實(shí)施例1獲得的桿菌肽-鏈球狀納米鉑的TEM圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例2獲得的桿菌肽-鏈球狀納米鉑的TEM圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例3獲得的桿菌肽-鏈球狀納米鉑的TEM圖。圖4為本發(fā)明實(shí)施例3獲得的桿菌肽-鏈球狀納米鉑的EDS圖。具體實(shí)施方式實(shí)施例1取0.57mg的桿菌肽(湖北海易醫(yī)藥化工有限公司)，溶于1mLpH4.0的鹽酸溶液中，制得0.4mM的桿菌肽溶液；取上述桿菌肽溶液200mL在金屬浴50℃條件下熱處理40min；將處理后的桿菌肽溶液與200mL4.0mM的PtCl4溶液(上海西亞試劑有限公司)混合；將上述混勻的溶液放入雙層氣振蕩器中，于100rmp，22℃下孵育16h后，然后加入4mM還原劑硼氫化鈉(天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所)60mL進(jìn)行還原，滴速為1滴/分鐘，30μL/滴，控制反應(yīng)溫度23℃，反應(yīng)10min，溶液顏色由淡黃色緩慢變?yōu)闇\灰色，即獲得桿菌肽-鏈球狀納米鉑。如圖1所示，桿菌肽-鏈球狀納米鉑直徑在15～20nm左右，粒子均勻分布于模板表面，形貌較規(guī)則，并且金屬與模板結(jié)合狀況較好。實(shí)施例2取0.71mg的桿菌肽(湖北海易醫(yī)藥化工有限公司)，溶于1mLpH4.5的鹽酸溶液中，制得0.5mM的桿菌肽溶液；取上述桿菌肽溶液200mL在金屬浴60℃條件下熱處理50min；將處理后的桿菌肽溶液與200mL4.5mM的PtCl4溶液(上海西亞試劑有限公司)混合；將上述混勻的溶液放入雙層氣振蕩器中，于110rmp，23℃下孵育19h后，然后加入5mM還原劑硼氫化鈉(天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所)90mL進(jìn)行還原，滴速為2滴/分鐘，30μL/滴，控制反應(yīng)溫度24℃，反應(yīng)15min，溶液顏色由淡黃色緩慢變?yōu)闇\灰色，即獲得桿菌肽-鏈球狀納米鉑。如圖2所示，桿菌肽-鏈球狀納米鉑直徑在20～25nm左右，粒子均勻分布于模板表面，形貌規(guī)則，并且金屬與模板結(jié)合狀況良好。實(shí)施例3取0.85mg的桿菌肽(湖北海易醫(yī)藥化工有限公司)，溶于1mLpH5.0的鹽酸溶液中，制得0.6mM的桿菌肽溶液；取上述桿菌肽溶液200mL在金屬浴70℃條件下熱處理60min；將處理后的桿菌肽溶液與200mL5.0mM的PtCl4溶液(上海西亞試劑有限公司)混合；將上述混勻的溶液放入雙層氣振蕩器中，于120rmp，24℃下孵育22h后，然后加入6mM還原劑硼氫化鈉(天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所)90mL進(jìn)行還原，滴速為3滴/分鐘，30μL/滴，控制反應(yīng)溫度25℃，反應(yīng)20min，溶液顏色由淡黃色緩慢變?yōu)闇\灰色，即獲得桿菌肽-鏈球狀納米鉑。如圖3所示，桿菌肽-鏈球狀納米鉑直徑在25～30nm左右，粒子均勻分布于模板表面，形貌規(guī)則，并且金屬與模板結(jié)合狀況良好。如圖4所示，能譜中出現(xiàn)Pt、Cu、C、N元素對應(yīng)的峰，其中N元素來自于桿菌肽模板，C元素來自于碳膜，此外桿菌肽模板中也會(huì)存在一些C元素，Cu元素則是由于碳膜銅網(wǎng)所產(chǎn)生的，Pt元素是由結(jié)合在蛋白表面的配離子還原后所得鉑粒子，說明所制得的鉑納米粒子負(fù)載率和純度較高。桿菌肽作為合成鉑納米粒子的模板，經(jīng)預(yù)處理后帶有豐富的正電荷和特異性官能團(tuán)，使鉑粒子均勻結(jié)合在模板表面，良好的分散性使桿菌肽-鉑納米粒子具有較高的比表面積，并且使得終產(chǎn)物能夠應(yīng)用于更多的領(lǐng)域(生物醫(yī)藥、傳感器等)。因此，以桿菌肽為模板合成鉑納米粒子是一種很有應(yīng)用潛能的方法。