[发明专利]水热法合成L-组氨酸包裹的金纳米粒子

说明书

技术领域

本发明属于新型金纳米材料的合成方法

背景技术

合成具有各种各样包裹壳的金纳米晶体已获得了众多的关注并已被进行了广泛的研究。使用各种各样的包裹剂是合成出具有不同尺寸、形状和晶体结构的金纳米材料的一个重要因素。金纳米材料的包裹壳也在一定程度上决定着它的最终用途。硫醇，柠檬酸盐，聚合物，胺，多元醇，DNA分子以及离子液体等已被报道用作金纳米材料的包裹壳。为了在生物学方面应用金纳米材料，合成具有生物兼容性包裹壳的水溶性的金纳米材料已受到了相当的关注。氨基酸是组成蛋白质的结构单元，它们可被看作是非常理想的具有生物兼容性的包裹剂。最近，由赖氨酸，色氨酸，精氨酸和酪氨酸包裹的水溶性金纳米材料已被报道(Chem.Commun.，2004，1104-1105)。氨基乙酰-酪氨酸包裹的水溶性金纳米材料已被合成(Langmuir 2005，21，5949-5956)。

合成组氨酸包裹的水溶性的金纳米材料也已被进行了探索。Guan等人报道了运用配体交换反应合成组氨酸包裹的水溶性的金纳米材料的方法(J.Phys.Chem.C，2008，112，3267-3271)。Lakshminarayana等人报道了金纳米链的合成方法，以谷氨酸或组氨酸为包裹剂，用硼氢化钠还原法制备(Nanotechnology 2008，19，075601)。

据我们所知，到目前为止还没有用金的前体物和组氨酸直接合成出金纳米材料的方法。本发明报道用金的前体物和组氨酸直接合成出金纳米粒子的方法。

发明内容

本发明运用水热法合成L-组氨酸包裹的金纳米粒子，具体的合成方法如下：

1.配制金的前体物水溶液，选用氯金酸(HAuCl₄.3H₂O，或HAuCl₄.4H₂O，或AuCl₃)，或氯金酸钠(NaAuCl₄.xH2O)，或氯金酸钾(KAuCl₄.xH2O)，或溴金酸钠(NaAuBr₄.xH2O)，或溴金酸钾(KAuBr₄.xH2O)。

2.配制一定浓度的L-组氨酸(L-histidine)水溶液。在搅拌条件下混合金的前体物水溶液和组氨酸水溶液，控制L-histidine/Au物质的量的比在10∶1-1∶3.2之间，并控制最终的组氨酸的浓度在0.32mM-6.4mM区间内，金的前体物水溶液浓度在0.03mM-20.50mM区间内。

3.用氢氧化钠水溶液和盐酸溶液调节上述混合溶液的pH值到11-12之间。

4.取一定体积上述调好pH值的混合液于与它体积匹配的水热反应釜内。本发明所指的水热反应釜含有聚四氟乙烯内胆，外包不锈钢材料。

5.将水热反应釜在65℃-150℃之间恒温保存1个小时以上后，最终获得的酒红色溶液即为合成出的组氨酸包裹的金纳米粒子溶液。

使用本发明方法制备得到的金纳米粒子溶液非常稳定，可在室温下保存6个月以上。所得到的金纳米粒子的直径在5nm-50nm之间，可以应用到纳米科技和生物学领域。此外，调节得到的金纳米粒子溶液pH最终到3时，溶液的颜色会由酒红色变化为紫红色又到紫色最终变化为蓝色，表明溶液里的纳米粒子发生了一定程度的聚合。这种颜色变化现象具有一定的潜在应用价值。

本发明的优点是：

1.本方法只使用了金的前体物和组氨酸作为原料，在合成中无须另外加入保护剂和稳定剂，因而节约原料并降低了合成的复杂性。

2.合成出的组氨酸包裹的金纳米粒子非常稳定，可保存6个月以上。

3.合成出的组氨酸包裹的金纳米粒子在较低的pH条件下，可发生一定程度的聚合，该材料有望被开发为灵敏的传感器。

实施例1

取配制好的50ml 0.25mM氯金酸(HAuCl₄.3H₂O)溶液于250ml的烧杯中，在搅拌条件下，加入0.5ml 64mM L-组氨酸水溶液。用少量1M氢氧化钠水溶液调节此混合溶液的pH值为11.50。取50ml此混合液于一50ml的水热反应釜内，在150℃的条件下保温12小时，最后得到的酒红色溶液为最终产物。

实施例2