[发明专利]一种海胆状空心金银合金纳米颗粒及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明属于纳米科学和生物科学交叉领域，特别涉及一种海胆状空心金银合金纳米颗粒及其制备方法和应用。

背景技术

纳米技术是人们认识材料的重大突破，纳米材料独特的力学、热学、光学等方面的性能使它在各领域有巨大的应用前景。当入射电磁波照射到纳米尺度的金属纳米颗粒表面尤其是贵金属纳米颗粒表面时，入射电磁波与金属表面的自由电荷相互作用，产生表面等离子基元，能极大的增加光场强度。金纳米颗粒由于其稳定性，生物相容性比较好而被广泛的用于化学痕量检测、有机污染物检测、肿瘤的早期检测和治疗等。不同颗粒体积、形状、组装结构的金纳米颗粒具有不同的电场增强。制备增强效果好的金纳米颗粒是目前纳米科学和生物科学交叉领域的研究热点。

现有技术中，制备的金纳米颗粒如：金纳米球、金花、金星等的电场增强效果不好、检测灵敏度偏低、重复性差，制备方法复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电场增强效果好、检测灵敏度高、重复性好，制备方法简便的海胆状空心金银合金纳米颗粒及其制备方法和应用，该海胆状空心金银合金纳米颗粒在有机分子检测、肿瘤的早期检测和光热治疗方面均有良好的应用。

为了达到上述目的，本发明的海胆状空心金银合金纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

1）将硝酸银溶于水中并加热至沸腾，然后加入质量浓度为1%的柠檬酸三钠水溶液，保持沸腾3-30分钟后，得到银胶体；其中，每50mL水中溶解4mg-18mg的硝酸银，用于溶解硝酸银的水与所加入的柠檬酸三钠水溶液的体积比为50:（0.6-2.4）；

2）将浓度为10×10^-3mol/L的氯金酸水溶液以及水混合，然后在搅拌条件下于15℃加入银胶体，再加入浓度为10×10^-3mol/L的左旋多巴水溶液，然后将搅拌速度降低，继续搅拌反应4-5分钟，得反应溶液；将反应溶液离心分离，对离心得到的沉淀进行洗涤，即得海胆状空心金银合金纳米材料;其中，所述的氯金酸水溶液、水、银胶体以及有左旋多巴水溶液的体积比为2.4:（4-5.1）:（0.1-1.0）:2.4。

所述的步骤2）中沉淀是采用如下方法进行洗涤的：将沉淀依次用500mmol/L的甲酸水溶液、质量浓度为25-28%的氨水以及水洗涤。

所述的步骤2）中离心速度为6000转每分钟。

一种采用该方法制备的海胆状空心金银合金纳米颗粒直径为80nm-300nm，海胆状空心金银合金纳米颗粒的中空尺寸为20nm-50nm，刺的长度10nm-30nm，刺的直径为10nm。

一种海胆状空心金银合金纳米颗粒在制备用于检测有机分子的拉曼基体中的应用。

所述的有机分子为结晶紫或邻苯二甲酸二异辛酯。

一种海胆状空心金银合金纳米颗粒在制备肿瘤早期检测生物传感器中的应用。

所述的肿瘤早期检测生物传感器为肺癌细胞早期检测生物传感器或膀胱癌细胞早期检测生物传感器。

一种海胆状空心金银合金纳米颗粒在制备光热治疗肿瘤药物中的应用。

所述的光热治疗肿瘤药物为光热治疗乳腺癌细胞药物。

进一步，一种所述的海胆状空心金银合金纳米颗粒在制备基于表面拉曼增强光谱的肿瘤早期检测生物传感器中的应用。

进一步，所述的步骤1）和步骤2）中的水为超纯水或去离子水。

进一步，所述的步骤2）在加完左旋多巴水溶液后搅拌均匀，然后再降低搅拌速度。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明的海胆状空心金银合金纳米金的质量百分含量在80%-95%，银的质量百分含量为5%-20%，且金银均匀分布，形貌均一，尺寸可调，海胆状空心金银合金纳米颗粒均匀排列的表面拉曼散射基体颗粒之间的电磁耦合作用使其热点密度进一步提高且热点分布更均匀。虽然目前已有类似的制备方法，如制备海胆状金和金纳米团簇。但是在制备海胆状金时，现有技术采用的先加还原剂左旋多巴后加氯金酸的做法，这种方法制备的100nm直径的海胆状金，成分单一，在100nm的尺寸内刺不多，热点密度低，拉曼检测灵敏度低，信号一致性低，光热效果不好。而在制备金纳米团簇时没采用种子生长法，所制备的金纳米团簇，尺寸过大，热点密度低同样不利于应用。

2、本发明以颗粒尺寸为20nm-50nm的银胶体作为籽晶，用左旋多巴将氯金酸还原，得到海胆状空心金银合金纳米颗粒，该工艺方法简单、成本低、条件温和、时间短、过程容易控制且产量较多。