[发明专利]一种静电作用力诱导的金纳米棒组装体的制备方法

说明书

技术领域

一种静电作用力诱导的金纳米棒组装体的制备方法，属于材料化学领域。

背景技术

    金纳米棒由于其独特的光，电，磁学性质及其优良的生物相容性与稳定性，在生物传感，癌症治疗与医学成像等领域被人们广泛应用。自组装是一种基本结构单元自发或者在外界诱导的情况下在一维、二维或三维方向上形成有序结构的一种技术。自组装主要是利用了基本结构单元之间的相互作用，如静电作用、氢键等；此外，基本结构单元的大小、形状、表面电势等因素也会影响组装的发生。金纳米棒通过自组装形成有序的空间构型后将会表现出比单个金纳米棒更加优异的性能，主要是因为组装体中的单个金纳米棒之间的相互光学与电学之间的耦合。所以，发展有效的，可控的，简便的金纳米棒的自组装技术是非常有必要的。目前已经发展的金纳米棒的自组装方法有：1、软模板法，分为有机分子模板法，离子模板法，生物分子模板法；2、硬模板法；3、表面张力及毛细管力诱导的自组装；4、化学驱动法，主要分为静电作用力与氢键诱导的自组装。随着金纳米棒的合成技术的不断改进与提高，金纳米棒的产率大大提高，且表面性质变得更为可控，金纳米棒的组装变得更加可控，且组装效率与产率进一步提高。近十年来，抗原-抗体，DNA杂交，链霉亲和素-生物素等已经实现了金纳米棒的可控自组装。最近，南京航空航天大学的从博课题组利用四氢呋喃实现了金纳米棒间距可控（2-5纳米）的自组装。但是目前的这些组装方法具有耗时长，且金纳米棒之间的间距较大，一般都在2个纳米以上，这是因为金纳米棒之间存在着抗原、抗体或DNA分子等连接臂，导致了其间距不可能小于1个纳米。为了进一步缩小金纳米棒之间的间距，从而获得更加优良的自组装体的性质，非常有必要建立一种新型的金纳米棒自组装的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种静电作用力诱导的金纳米棒组装体的制备方法。

本发明的技术方案：一种静电作用力诱导的金纳米棒组装体的制备方法，组装体的金纳米棒间距在1纳米以下，组装模式为肩并肩。制备步骤如下：

（1）金纳米棒的合成与预处理

利用经典的种子生长法合成金纳米棒溶液，其长径比约为3.5。将合成的金纳米棒溶液通过离心，去上清，除去未参加反应的反应物及部分不规则的球状纳米颗粒等副产物，沉淀以超纯水重悬，再次离心，减少吸附在金纳米棒表面的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）的量，去除上清液，沉淀再以超纯水重悬，得浓度为0.02-2 nM的金纳米棒溶液。

（2）金纳米棒组装体的制备

向新鲜合成的浓度为0.02-2 nM的金纳米棒溶液中加入含有巯基的化学物，含有巯基的化学物与金纳米棒的摩尔比为10-50:1，震荡孵育30分钟后，超声3分钟，然后离心去除上清液，沉淀以超纯水重悬，通过控制加入水后的不同组装时间（5到30分钟），即能够得到不同组装程度（二聚体到多聚体）的肩并肩的金纳米棒组装体。通过离心，去除上清液，沉淀再以浓度为0.005-2M的CTAB水溶液重悬，即能够终止反应的进一步进行。

金纳米棒的浓度为0.02-2 nM，CTAB的浓度为0.005-2M，所述的含有巯基的化学物为：巯基修饰的聚乙二醇（PEG-SH），正十一巯基烷酸，3-巯基丙酸，正十二硫醇，辛硫醇等之一种。

本发明的有益效果：本发明建立了一种新型的金纳米棒自组装的方法，进一步缩小组装体的金纳米棒之间的间距，其间距小于1个纳米，从而获得更加优良的自组装体的性质。

附图说明

图1  组装之前的金纳米棒的电镜照片；

图2  组装之前的金纳米棒实物照片（a），实施例1制备的金纳米棒组装体的实物照片（b）；

图3  实施例1制备得到的金纳米棒组装体的电镜照片；

图4  实施例1制备得到的金纳米棒组装体的紫外-可见吸收光谱图；

图5  实施例2制备得到的金纳米棒组装体的电镜照片；

图6  实施例2制备得到的金纳米棒组装体的圆二色谱表征图谱；

图7  实施例3制备得到的金纳米棒组装体的电镜照片。

具体实施方式

实施例1

（1）金纳米棒的合成与预处理