以多粘菌素E为模板制备纳米金粒子的方法

摘要

本发明涉及一种以多粘菌素E为模板制备纳米金粒子的方法，首先配制多粘菌素E溶液，利用多粘菌素E的还原性还原一部分金粒子作为晶种，再加入抗坏血酸还原，得到具有光热效果的纳米金粒子。具体步骤为：配制0.1‑3mg/mL的多粘菌素E溶液，配制0.01‑10mg/mL氯金酸溶液，配制0.1‑10mg/mL抗坏血酸溶液；按多粘菌素E溶液与氯金酸溶液的摩尔比为1:0.1～10的比例将多粘菌素E溶液与氯金酸溶液混合均匀，将混合溶液放入金属浴中，加入pH＝7.4的磷酸缓冲盐溶液，加入蒸馏水，进行温育，然后分次加入等量抗坏血酸溶液，每次间隔时间为1‑10min，溶液从浅黄色变为蓝紫色，得到纳米金粒子。制得的纳米金粒子具有光热转换性能，粒径均匀，且稳定性较好。

权利要求

1.一种以多粘菌素E为模板制备纳米金粒子的方法，其特征在于：其包括以下步骤：S1、配制多粘菌素E溶液：

以蒸馏水与多粘菌素1:0.1-3的质量比，配制0.1-3 mg/mL多粘菌素E溶液；

S2、配制氯金酸溶液：

以蒸馏水与氯金酸1:0.01-10的质量比，配制0.01-10 mg/mL氯金酸溶液；

S3、配制抗坏血酸溶液：

以蒸馏水与抗坏血酸1:0.1-10的质量比，配制0.1-10 mg/mL抗坏血酸溶液；

S4、制备纳米金粒子：

按多粘菌素E溶液与氯金酸溶液的摩尔比为1:0.1～10的比例将多粘菌素E溶液与氯金酸溶液混合均匀，将混合溶液放入金属浴中，加入pH=7.4的磷酸缓冲盐溶液，磷酸缓冲盐溶液的用量为400-1000 μL，加入蒸馏水，蒸馏水的用量为0-1000 μL， 进行温育，然后分次等量加入抗坏血酸溶液，每次加入抗坏血酸溶液的量为5-50 μL，每次间隔时间为1-10 min，溶液从浅黄色变为蓝紫色，得到纳米金粒子，纳米金粒子的边缘有不规则的凸起。

2.根据权利要求1所述的以多粘菌素E为模板制备纳米金粒子的方法，其特征在于：在金属浴中进行温育的方法具体为：转速为200～1000 rpm，温度10℃～40℃下温育15-120 min。

说明书

以多粘菌素E为模板制备纳米金粒子的方法

技术领域

[0001] 本发明属于金属材料技术领域，涉及一种以多粘菌素E为模板制备纳米金粒子的方法。

背景技术

[0002] 金属纳米粒子在分子器件、化学/生物传感器、催化、光电子材料等诸多领域具有广泛的应用前景。金属纳米粒子的制备，一般以溶胶-凝胶法为主，即利用还原剂金属盐，然后烧结得到纳米粒子，这种方法得到的纳米粒子的粒径较大，而且粒径分布宽，且难以解决团聚问题。

[0003] 近年来，利用贵金属纳米粒子独特的光学性能，对癌症进行光热治疗已成为研究的热点。贵金属纳米粒子具有等离子体共振能力，吸收光能将其转换为热能，使局部升高温度，从而杀死癌细胞。贵金属纳米粒子的光热转换能力取决于其形状和尺寸。但是，制备光热转换性能高和生物相容性高的贵金属纳米粒子仍然具有一定的难度。其中，纳米金粒子是目前一种生物相容性较高、光热转换性能较好的惰性金属热疗剂。此时，纳米金粒子具有特殊形貌，包括球壳、棒状、树枝状等。因此，特殊形貌的纳米金粒子的光热治疗剂，具有良好的发展应用前景。

[0004] 目前，模板法是一种非常重要的制备纳米粒子的方法。模板法的特点是，无论反应发生在液相还是气相中，纳米金粒子都能在模板的有效区域内还原生成。而且，模板能够调控纳米金粒子的粒径和形貌，并起到稳定纳米粒子的作用。如今，采用的模板多为人工合成的有机高分子。绝大多数高分子具有毒性，不易应用于生物体系。而生物相容性好的溶菌酶、胰蛋白酶和牛血清白蛋白等生物大分子模板很难形成有光热转换性能的纳米粒子。因此，还需要进一步开发新的模板制备有高光热转换性能的纳米金粒子。

发明内容

[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供一种以多粘菌素E为模板制备纳米金粒子的方法，首先配制多粘菌素E溶液，利用多粘菌素E的还原性还原一部分金粒子做为晶种，再加入抗坏血酸还原，得到具有光热效果的纳米金粒子。制备条件简单、操作简便。且原料绿色环保，制备的纳米金粒子具有良好的光热效果。

[0006] 本发明是这样实现的：

[0007] 一种以多粘菌素E为模板制备纳米金粒子的方法，其包括以下步骤：

[0008] S1、配制多粘菌素E溶液：

[0009] 以蒸馏水与多粘菌素1:0.1-3的质量比，配制0.1-3mg/mL多粘菌素E溶液；

[0010] S2、配制氯金酸溶液：

[0011] 以蒸馏水与氯金酸1:0.01-10的质量比，配制0.01-10mg/mL氯金酸溶液；

[0012] S3、配制抗坏血酸溶液：

[0013] 以蒸馏水与抗坏血酸1:0.1-10的质量比，配制0.1-10mg/mL抗坏血酸溶液；

[0014] S4、制备纳米金粒子：

[0015] 按多粘菌素E溶液与氯金酸溶液的摩尔比为1:0.1～10的比例将多粘菌素E溶液与氯金酸溶液混合均匀，将混合溶液放入金属浴中，加入pH＝7.4的磷酸缓冲盐溶液，加入蒸馏水，进行温育，然后分次加入等量抗坏血酸溶液，每次间隔时间为1-10min，溶液从浅黄色变为蓝紫色，得到纳米金粒子。

[0016] 优选地，步骤S4中，磷酸缓冲盐溶液的用量为0-1000μL，蒸馏水的用量为0-1000μL。

[0017] 优选地，步骤S4中每次加入抗坏血酸溶液的量为5-50μL。

[0018] 优选地，在金属浴中进行温育的方法具体为：转速为200～1000rpm，温度10℃～40℃下温育0-120min。

[0019] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0020] 1、本发明的制备方法简单，反应条件温和，操作简便。

[0021] 2、本发明制得的纳米金粒子具有光热转换性能，粒径均匀，且稳定性较好。

[0022] 3、本发明的模板多粘菌素E本身具有很高的生物相容性，产品可用于生物医学领域。

附图说明

[0023] 图1为实施例1制备的纳米金粒子的透射图。

[0024] 图2为实施例1制备的纳米金粒子的全波长扫描图。

[0025] 图3为实施例1制备的纳米金粒子的温度升高曲线图。

[0026] 图4为实施例1制备的纳米金粒子在5次光照射循环期间的温度分布图。

[0027] 图5为实施例2制备的纳米金粒子的透射图。

[0028] 图6为实施例2制备的纳米金粒子与蒸馏水对比的温度升高曲线图。

[0029] 图7为实施例3制备的纳米金粒子的透射图。

[0030] 图8为实施例3制备的纳米金粒子与蒸馏水对比的温度升高曲线图。

具体实施方式

[0031] 以下将参考附图详细说明本发明的示例性实施例、特征和性能方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

[0032] 本发明首先配制多粘菌素E溶液，利用多粘菌素E的还原性还原一部分金粒子做为晶种，再加入抗坏血酸还原，得到具有光热效果的纳米金粒子。

[0033] 一种以多粘菌素E为模板制备纳米金粒子的方法，其包括以下步骤：

[0034] S1、配制多粘菌素E溶液：

[0035] 以蒸馏水与多粘菌素1:0.1-3的质量比，配制0.1-3mg/mL多粘菌素E溶液；

[0036] S2、配制氯金酸溶液：

[0037] 以蒸馏水与氯金酸1:0.01-10的质量比，配制0.01-10mg/mL氯金酸溶液；

[0038] S3、配制抗坏血酸溶液：

[0039] 以蒸馏水与抗坏血酸1:0.1-10的质量比，配制0.1-10mg/mL抗坏血酸溶液；

[0040] S4、制备纳米金粒子：

[0041] 将多粘菌素E溶液加入2mL的离心管中，按多粘菌素E溶液与氯金酸溶液的摩尔比为1:0.1～10的比例将多粘菌素E溶液与氯金酸溶液混合均匀，将混合溶液放入金属浴中，加入pH＝7.4的磷酸缓冲盐溶液0-1000μL，加入0-1000μL的蒸馏水，转速为200～1000rpm，温度10℃～40℃下温育0-120min，然后分次加入等量抗坏血酸溶液，每次间隔时间为1-10min，溶液从浅黄色变为蓝紫色，得到纳米金粒子。

[0042] 优选地，步骤S4中每次加入抗坏血酸溶液的量为5-50μL。

[0043] 取少量上述步骤S4中的溶液，进行超滤离心，在离心后的溶液中加入过量硼氢化钠，溶液颜色呈无色透明，从而表明全部生成纳米金粒子。

[0044] 实施例1

[0045] S1、配制多粘菌素E溶液：

[0046] 取多粘菌素E溶于蒸馏水中，配制成浓度为3mg/mL的多粘菌素E溶液；

[0047] S2、配制氯金酸溶液：

[0048] 以蒸馏水与氯金酸1:0.4的质量比，配制成浓度为0.4mg/mL氯金酸溶液；

[0049] S3、配制抗坏血酸溶液：

[0050] 以蒸馏水与抗坏血酸1:1的质量比，配制成浓度为1mg/mL抗坏血酸溶液；

[0051] S4、制备纳米金粒子：

[0052] 将400μL多粘菌素E溶液加入2mL的离心管中，按多粘菌素E溶液与氯金酸溶液的摩尔比为1:1的比例将多粘菌素E溶液与氯金酸溶液混合均匀，将混合溶液放入金属浴中，加入pH＝7.4的磷酸缓冲盐溶液400μL和400μL的蒸馏水，转速为600rpm，温度20℃下温育15min，然后分次加入等量抗坏血酸溶液，每次间隔时间为5min，每次加入的量为20μL，溶液从浅黄色变为蓝紫色，得到纳米金粒子。

[0053] 应用透射电子显微镜对制得的纳米金粒子进行形貌表征，如图1所示，纳米金粒子的形貌不一，没有明显球形形貌，粒径大约在15-30nm。应用紫外分光光度计对纳米金粒子进行全波长扫描，如图2所示，纳米金粒子在700-800nm有很宽的吸收带。

[0054] 为研究纳米金粒子的光热效应，设置如下实验：

[0055] 1)取实施例1制得的纳米金粒子溶液1mL，加入5mL的比色皿；使用808nm红外光发射器在4W/cm2的条件下，照射比色皿中的纳米金粒子溶液，每隔30s记录一次溶液温度，并绘制点线图，分析纳米金粒子的光热转换性能。如图3可以看出纳米金粒子溶液在750s内从室温上升至43.5℃，这意味着纳米金粒子可以有效地将NIR激光的光能转换为热能。

[0056] 2)使用808nm红外光发射器在4W/cm2的条件下，照射比色皿中的纳米金粒子溶液10min左右，温度上升到45℃附近时停止照射，让其在室温下自然冷却至室温，再次使用
808nm红外光发射器照射样品，使其温度再次上升，如此，循环五次观察其循环稳定性能。如图4所示在5次光热循环测试后，样品仍有较高的光热转换性能。综上，纳米金粒子所具有的较高的光热转换性能和光热稳定性使其可以作为癌症光热治疗中的PTT试剂。

[0057] 实施例2

[0058] S1、配制多粘菌素E溶液：

[0059] 取多粘菌素E溶于蒸馏水中，配制成浓度为3mg/mL的多粘菌素E溶液；

[0060] S2、配制氯金酸溶液：

[0061] 以蒸馏水与氯金酸1:0.4的质量比，配制成浓度为0.4mg/mL氯金酸溶液；

[0062] S3、配制抗坏血酸溶液：

[0063] 以蒸馏水与抗坏血酸1:1的质量比，配制成浓度为1mg/mL抗坏血酸溶液；

[0064] S4、制备纳米金粒子：

[0065] 将400μL多粘菌素E溶液加入2mL的离心管中，按多粘菌素E溶液与氯金酸溶液的摩尔比为1:1的比例将多粘菌素E溶液与氯金酸溶液混合均匀，将混合溶液放入金属浴中，转速为500rpm，温度25℃下温育60min，然后分次加入等量抗坏血酸溶液，每次间隔时间为5min，每次加入的量为20μL，溶液从浅黄色变为蓝紫色，得到纳米金粒子。

[0066] 应用透射电子显微镜对制得的纳米金粒子进行形貌表征，如图5所示，纳米金粒子的形貌出现不规则凸起，粒径大约在100-200nm。

[0067] 为研究纳米金粒子的光热效应，设置如下实验：

[0068] 取实施例2制得的纳米金粒子溶液1mL，加入5mL的比色皿；使用808nm红外光发射器在4W/cm2的条件下，照射比色皿中的纳米金粒子溶液，每隔30s记录一次溶液温度，以蒸馏水为对比，进行相同检测，并绘制点线图，分析纳米金粒子的光热转换性能。如图6可以看出纳米金粒子溶液在750s内从22.4℃上升至45.6℃，作为对照组，蒸馏水溶液没有显示出对辐射的明显响应，并且温度仅在750s内从22.5℃升高至27℃。这说明纳米金粒子粗糙的表面结构导致了非常大的局部电场增强，从而使纳米金粒子可以更有效地将NIR激光的光能转换为热能。

[0069] 实施例3

[0070] S1、配制多粘菌素E溶液：

[0071] 取多粘菌素E溶于蒸馏水中，配制成浓度为3mg/mL的多粘菌素E溶液；

[0072] S2、配制氯金酸溶液：

[0073] 以蒸馏水与氯金酸1:0.4的质量比，配制成浓度为0.4mg/mL氯金酸溶液；

[0074] S3、配制抗坏血酸溶液：

[0075] 以蒸馏水与抗坏血酸1:1的质量比，配制成浓度为1mg/mL抗坏血酸溶液；

[0076] S4、制备纳米金粒子：

[0077] 将400μL多粘菌素E溶液加入2mL的离心管中，按多粘菌素E溶液与氯金酸溶液的摩尔比为1:1的比例将多粘菌素E溶液与氯金酸溶液混合均匀，将混合溶液放入金属浴中，加入pH＝7.4的磷酸缓冲盐溶液800μL，转速为200rpm，温度25℃下温育60min，然后分次加入等量抗坏血酸溶液，每次间隔时间为5min，每次加入的量为20μL，溶液从浅黄色变为蓝紫色，得到纳米金粒子。

[0078] 应用透射电子显微镜对制得的纳米金粒子进行形貌表征，如图7所示，纳米金粒子边缘有明显不规则凸起，粒径大约在40-100nm。

[0079] 为研究纳米金粒子的光热效应，设置如下实验：

[0080] 取实施例3制得的纳米金粒子溶液1mL，加入5mL的比色皿；使用808nm红外光发射器在4W/cm2的条件下，照射比色皿中的纳米金粒子溶液，每隔30s记录一次溶液温度，以蒸馏水为对比，进行相同检测，并绘制点线图，分析纳米金粒子的光热转换性能，如图8可以看出纳米金粒子溶液在750s内从23.5℃上升至42.8℃，作为对照组，蒸馏水溶液没有显示出对辐射的明显响应，并且温度仅在750s内从22.5℃升高至27℃。这说明纳米金粒子表面突出的椭圆形尖端导致了更大的局部电场增强，从而使纳米金粒子可以有效地将NIR激光的光能转换为热能。

[0081] 综上，本发明具有以下优点：

[0082] 本发明的制备方法简单，首先配制多粘菌素E溶液，利用多粘菌素E的还原性还原一部分金粒子做为晶种，再加入抗坏血酸还原，得到具有光热效果的纳米金粒子，反应条件温和，采用金属浴进行主要的反应过程，而且操作简便。

[0083] 本发明制得的纳米金粒子具有光热转换性能，每次制备的纳米金粒子粒径均匀，且稳定性较好。

[0084] 本发明的模板多粘菌素E本身具有很高的生物相容性，产品可用于生物医学领域。

[0085] 最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本发明技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。