一種以蛋白質(zhì)為還原劑的金納米粒子制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及納米材料領(lǐng)域，具體涉及一種以蛋白質(zhì)為還原劑的金納米粒子制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于金納米粒子具有優(yōu)良的生物相容性、易進行表面修飾、優(yōu)良的光電和催化活性等優(yōu)點，因此，在光熱治療、癌癥診斷、醫(yī)學(xué)成像、環(huán)境污染監(jiān)測等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。
[0003]目前，合成球狀金納米粒子的常用方法有:
[0004](I)使用還原劑硼氫化鈉(NaBH4)，還原氯金酸(HAuCl4)，快速合成粒徑為2_10nm的球狀金納米粒子(Nature Phys.Sci.1973，241，20-22)。
[0005](2)以檸檬酸鈉(C6H5Na3O7)為還原劑，采用水熱法，合成粒徑為10-40nm的球狀金納米粒子(Discuss.Faraday Soc.1951,11,55-75)。
[0006](3)采用種子生長法，合成粒徑大于40nm的球狀金納米粒子。該方法，首先使用硼氫化鈉(N a B H 4 )或朽1檬酸鈉(C 6 H 5 N a 3 O 7)制備金種子，然后添加還原劑抗壞血酸(Adv.0pt.Mater.2014 ,2,65-73)、羥胺(Chem.Mater.2000 ,12 ,306-313)、硫酸琥珀酸(Nanotechnology 2007，18，325607)、對苯二酚(J.Am.Chem.Soc.2009，131，17042-17043)、檸檬酸鈉(1^叫11111化2011，27，11098-11105)或鹽酸肼(?114.2HC1，J.Am.Chem.Soc.2013，135，3550-3559)緩慢將氯金酸(HAuCl4)中Au(I II)還原為Aut3，使其沉積于金種子表面，換句話說:金種子逐漸長成大粒徑的球狀金納米粒子。
[0007]目前合成的金納米粒子，其暴露晶面以(111)為主(Langmuir2014,30,1696-1703)，然而(111)面相對(200)面穩(wěn)定而不活潑(Nanotoday2012，7,586-605)。據(jù)文獻報道，暴露晶面以(200)為主的金納米粒子，具有較強的催化活性(Science 2012，335，317-319)。因此，實現(xiàn)批量合成催化活性強的、形貌相對均一、暴露晶面以(200)為主的球狀金納米粒子，具有重要的研究意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明提供了一種以蛋白質(zhì)為還原劑的金納米粒子制備方法，所采用的實驗條件溫和、易于重復(fù)、簡便易行，實現(xiàn)了批量合成分散性好、不同粒徑、暴露晶面以(200)為主的球狀金納米粒子。
[0009]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0010]—種以蛋白質(zhì)為還原劑的金納米粒子制備方法，包括:
[0011]步驟I，在堿性條件下，利用蛋白質(zhì)A還原金鹽溶液中的金離子，得到制備Au(I)溶液；
[0012]所述蛋白質(zhì)A為膠原蛋白酶(collagen，Col)、糖化酶(glucoamylase，Glu)、胃蛋白酶(pepsin，Pep)、胰蛋白酶(壯7口8；[11，1^7)、溶菌酶(1780271116，1^8)中的至少一種；
[0013]步驟2，將Au(I)溶液、魯米諾和雙氧水混合均勻后，加入蛋白質(zhì)B，得到所述的金納米粒子；
[0014]所述蛋白質(zhì)B為牛白蛋白(bo V i n e a I bum i η，BA )、牛血紅蛋白(bo v i n ehemoglobin,BHb)、牛血清白蛋白(bovine serum albumin,BSA)、肌紅蛋白(myoglobin,Mb)、糖化酶(Glu)、胃蛋白酶(Pep)、胰蛋白酶(Try)和過氧化氫酶(catalse，Cat)中的至少一種。
[0015]本發(fā)明的步驟I在室溫下進行，步驟I中的堿性條件的pH= 10.0?14.0。具體操作時，在金鹽溶液中加入蛋白質(zhì)和濃NaOH溶液，劇烈震蕩后，調(diào)節(jié)混合溶液的pH值至10.0?14.0，獲得Au(I)溶液。
[0016]步驟I中，在堿性條件下(pH=10.0?14.0)，金鹽中三價的金Au(III)，被蛋白質(zhì)A還原生成一價金Au( I)。
[0017]步驟2在37°C下進行，魯米諾和雙氧水(H2O2)的反應(yīng)產(chǎn)物超氧自由基(02.—)，激發(fā)蛋白質(zhì)B活性，蛋白質(zhì)B將Au(I)還原成分散性好、不同粒徑、暴露晶面以(200)為主的球狀金納米粒子，合成原理見圖1。
[0018]作為優(yōu)選，步驟I中的金鹽為四水合氯金酸(HAuCl4.4H20)、三水合氯金酸(HAuCl4.3H20)、二水合氯金酸鉀(KAuCl4.2H20)、二水合氯金酸鈉(NaAuCl4.2H20)、氯化金(AuCl3)、甲基(三苯基膦)金((C6H5)3P.AuCH3)、氯(二甲基硫化)金((CH3)2SAuCl)中的至少一種。
[0019]由于生物蛋白質(zhì)具有復(fù)雜的三維結(jié)構(gòu)，本發(fā)明采用生物蛋白質(zhì)作為綠色還原劑、穩(wěn)定劑制備出的金納米粒子，其耐酸堿性比較好(Chem.Eur.J.2009 ,15,4944-4951;Nanotechnology 2010,21,055103)，能穩(wěn)定分散于強堿性或強酸性溶液中，能夠更好地應(yīng)用于如生物、化學(xué)、材料、和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。
[0020]為了制備得到形貌均一、分散性好的球狀金納米粒子，優(yōu)選地，金鹽中金離子與蛋白質(zhì)A的用量比為6?eOOmoUlgoAud)與蛋白質(zhì)B的的用量比為lmoL:50?5000g。
[0021 ] 進一步優(yōu)選，金鹽中金離子與蛋白質(zhì)A的用量比為6?10moL:1gC3Au(I)與蛋白質(zhì)B的的用量比為lmoL:50?100gt3Au(I)、魯米諾和雙氧水的摩爾比為1:4:35?45。
[0022]利用本發(fā)明提供的制備方法獲得的分散性好、不同粒徑、暴露晶面以(200)為主的球狀金納米粒子，通過如下具體測試表征:
[0023]a、通過紫外可見吸收光譜(UV-vis)測試，得到所制備的球狀金納米粒子的吸收峰位在530?600nm范圍內(nèi)。
[0024]b、通過透射電子顯微鏡(TEM)圖和高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)表征，發(fā)現(xiàn)所制備的球狀金納米粒子分散性很好。使用ImageJ軟件測量納米粒子尺寸，得到球狀金納米粒子的直徑在40-1 1nm范圍內(nèi)，其晶格條紋間距約0.20nm，與面心立方相的金(200)晶面的面間距相吻合。
[0025]本發(fā)明以蛋白質(zhì)作為金離子的還原劑，合成得到的金納米粒子分散性好、形貌均一、暴露晶面以(200)為主、催化活性強。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明制備分散性好、不同粒徑、暴露晶面以(200)為主的球狀金納米粒子的原理不意圖；
[0027]圖2為實施例1中制備獲得的一價金一一Au(I)的紫外可見吸收譜圖；
[0028]圖3為實施例1-9中制備獲得的球狀金納米粒子的數(shù)碼照片圖像；
[0029]圖4為實施例1-9中制備獲得的球狀金納米粒子的紫外可見吸收光譜；
[0030]圖5a為實施例1制備的球狀金納米粒子的TEM和HRTEM透射電子圖像；
[0031 ]圖5b為實施例2制備的球狀金納米粒子的TEM和HRTEM透射電子圖像；
[0032]圖5c為實施例3制備的球狀金納米粒子的TEM和HRTEM透射電子圖像；
[0033]圖5d為實施例4制備的球狀金納米粒子的TEM和HRTEM透射電子圖像。
【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述，需要指出的是，以下所述實施例旨在便于對本發(fā)明的理解，而對其不起任何限定作用。
[0035]實施例1
[0036]本實施例中，以蛋白質(zhì)為還原劑，制備分散性好、不同粒徑、暴露晶面以(200)為主的球狀金納米粒子的過程，包括如下步驟:
[0037](I)制備一價金一一Au(I)溶液:
[0038]在室溫環(huán)境中，取6mL摩