[发明专利]亚纳米金团簇分子的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，涉及亚纳米金团簇分子的制备方法，具体地说，是涉及一种采用金纳米晶体和有机胺分子作为反应物制备亚纳米金团簇分子的方法。

背景技术

金纳米晶体(gold nanocrystals)由于其本身的生物相容性在很多领域里已经得到广泛应用。基于其高电子密度和表面等离子体增强等的性质，胶体金或者各种金纳米晶体被用于生物体标记、生物探测、肿瘤治疗等。但是由于金属的费米能级处于能带的中间，通常金纳米晶体都不会发光或者发光效率很低。最近，以硫族化合物为代表的半导体量子点(semiconductorquantum dots)被应用到了生物标记(biological labeling)和生物影像(biologicalimaging)上。但是这些半导体量子点具有毒性且不能生物相容，必须经过复杂而繁琐的表面化学处理才能分散在水溶液中以及具有生物相容性。不过虽然半导体量子点在经过表面化学处理后具有生物相容性，但对生物体仍然存在着潜在的毒性，使半导体量子点应用于生物领域受到挑战。而具有发光性质的金和银团簇分子(clusters)(通常尺寸小于1nm)由于本身具有生物相容性，有望应用于这些生物纳米领域。本发明涉及的就是合成在水溶液中高度发光的金团簇分子，并且合成方法对环境友好。

目前报道的多种合成发光的亚纳米金团簇分子的方法几乎都是采用从氯金酸为原料在还原剂的作用下直接合成。一般得到的产物需要经过复杂的提纯才能得到亚纳米金团簇分子，但往往是含有各种金原子数的亚纳米金团簇分子。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种新的合成亚纳米金团簇分子的方法。

本发明方法包括以下步骤：

步骤(1).以氯金酸为原料，采用溶液方法合成金纳米晶体溶液，该步骤的方法为成熟的现有技术。

步骤(2).将金纳米晶体溶液与摩尔浓度为1mM～10M的有机胺溶液混合反应30min以上，金纳米晶体与有机胺分子的当量比为1∶1×10^-1～1×10³。

步骤(3).反应结束后，对溶液进行离心分离，得到亚纳米金团簇分子溶液。

步骤(1)中所述的以氯金酸为原料，采用溶液方法合成金纳米晶体溶液，是在沸腾的氯金酸水溶液中加入柠檬酸钠水溶液，搅拌条件下反应15～30min，得到粒子状的金纳米晶体的水溶液；氯金酸与柠檬酸钠的当量比为1∶1～5。

步骤(1)中所述的以氯金酸为原料，采用溶液方法合成金纳米晶体溶液，是把氯金酸水溶液与含有十二硫醇的甲苯溶液混合，搅拌条件下把氯金酸从水相转移到甲苯相，然后加入硼氢化钠还原得到粒子状的金纳米晶体的甲苯溶液；氯金酸与十二硫醇的当量比为1∶2.5～5，加入的硼氢化钠与氯金酸的当量比为10～100∶1。

步骤(1)中所述的以氯金酸为原料，采用溶液方法合成金纳米晶体溶液，是在当量比为1∶1氯金酸和柠檬酸钠的水溶液中加入硼氢化钠，还原得到的金纳米粒子作为晶种，加入的硼氢化钠与氯金酸的当量比为40∶1；然后在含有十六烷基三甲基溴化铵的水溶液中加入氯金酸和抗坏血酸，再加入晶种混合均匀后静置反应10～20小时，得到棒状的金纳米晶体的水溶液，晶种与氯金酸的当量比为1∶400，十六烷基三甲基溴化铵与氯金酸的当量比为360∶1，抗坏血酸与氯金酸的当量比为2∶1。

步骤(2)中所述的金纳米晶体溶液与有机胺溶液的混合反应是在超声清洗机中进行的超声反应。

步骤(2)中所述的金纳米晶体溶液与有机胺溶液的混合反应是在烧瓶中进行的搅拌反应。

步骤(2)中所述的有机胺分子为组氨酸、巯基乙胺、天冬酰胺、谷酰胺、谷氨酸、赖氨酸、苯基丙氨酸、丝氨酸、酪氨酸、还原谷胱甘肽、六亚甲基四胺、酸化的六亚甲基四胺、白蛋白蛋白质、脱氧核糖核酸中的一种。

本发明方法可以采用各种金纳米晶体与普通有机胺分子包括常用生物分子为原料制备亚纳米金团簇分子，由此得到的亚纳米金团簇分子为单分散的Au₈团簇分子，且只需要普通的离心就能够分离其它杂质，提纯方式简单。

具体实施方式

实施例1

步骤1：向250mL圆底烧瓶中加入125mL 1mM HAuCl₄水溶液，在N₂保护下，加热至沸腾，快速加入12.5mL 10mM柠檬酸钠水溶液，继续加热10min，移去加热套，继续搅拌5min，冷却至室温，得到紫红色的粒子状的金纳米晶体溶液。