[发明专利]一种具有表面等离子体共振吸收性质的发光金纳米粒子的合成方法

说明书

本发明公开了一种具有表面等离子体共振吸收性质的发光金纳米粒子的合成方法。该方法具体包括如下步骤：将巯醇小分子化合物、氯金酸、还原剂和溶剂混合后，4～95℃搅拌下反应10～70min；反应结束后，透析纯化除去小分子和离子，再经冷冻浓缩，得到所述具有表面等离子体共振吸收性质的发光金纳米粒子。本发明合成方法以巯醇小分子化合物以及氯金酸为原料，一步合成超小尺寸的发光金纳米粒子，合成方法工艺简单，耗能低，成本低廉，易于大规模工业化生产。本发明方法合成的发光金纳米粒子通过重新溶解在溶剂后，经调控pH值，可明显地观察到荧光与表面等离子体共振吸收及其相互之间的转换。

技术领域

本发明属于功能纳米材料领域，具体涉及一种具有表面等离子体共振吸收性质的发光金纳米粒子的合成方法。

背景技术

近年来，研究者们对金纳米粒子的研究逐渐增加，在生物标记、传感、光学探针、肿瘤检测以及生物医学成像等领域都有重要应用。因此，对金纳米粒子的光学性质(例如：荧光和表面等离子体共振吸收)的研究和调控将极大地扩展其在疾病和生物传感领域的应用(Du，B.；Jiang，X.；Das，A.；Zhou，Q.；Yu，M.；Jin，R.；Zheng，J.Nat.Nanotechnol.2017，12，1096；Liu，J.；Yu，M.；Ning，X.；Zhou，C.；Yang，S.；Zheng，J.Angew.Chem.，Int.Ed.2013，52，12572；Cao，Y.C.；Jin，R.；Nam，J.-M.；Thaxton，C.S.；Mirkin，C.A.J.Am.Chem.Soc.2003，125，14676.)。

改变纳米粒子尺寸大小是调控金纳米粒子光学性质的重要方法。例如：粒径约为5.0nm的金纳米粒子荧光信号十分弱，其荧光量子产率非常低(～10^-5)(Wilcoxon，J.；Martin，J.；Parsapour，F.；Wiedenman，B.；Kelley，D.J.Chem.Phys.1998，108，9137.)。然而，对于2.0nm的金纳米粒子，其荧光信号非常强，量子效率达到5.3％(Liu，J.；Duchesne，P.N.；Yu，M.；Jiang，X.；Ning，X.；Vinluan，R.D.；Zhang，P.；Zheng，J.Angew.Chem.，Int.Ed.2016，55，8894.)。此外，也有报道利用还原剂(例如：硼氢化钠)把发光金纳米粒子表面的Au(I)组分还原成Au(0)组分，从而控制纳米粒子上的自由电子数，来改变其荧光量子产率(Zheng，J.；Zhou，C.；Yu，M.；Liu，J.Nanoscale 2012，4，4073.)。但是，以上这些方法产生的超小尺寸的强荧光金纳米粒子上并没有观察到表面等离子体共振吸收信号，这将会限制其在光学或生物医学体系中的应用研究。

已报道的用于调控金纳米粒子的表面等离子体共振吸收的方法有很多。例如：根据米氏散射理论，改变金纳米粒子的大小能使其表面等离子体共振吸收红移(Zhang，X.；Servos，M.R.；Liu，J.J.Am.Chem.Soc.2012，134，7266.)。另外，利用DNA或者Ag⁺作为连接体，组装金纳米粒子，改变组装体的大小，从而改变其表面等离子体共振吸收(Fang，L.；Wang，Y.；Liu，M.；Gong，M.；Xu，A.；Deng，Z.Angew.Chem.，Int.Ed.2016，55，14294；Wu，Z.；Liu，H.；Li，T.；Liu，J.；Yin，J.；Mohammed，O.F.；Bakr，O.M.；Liu，Y.；Yang，B.；Zhang，H.J.Am.Chem.Soc.2017，139，4318.)。然而，目前这些调控表面等离子体共振吸收的方法只适用于非发光金纳米粒子。而发光金纳米粒子由于其超小的粒径，表面附有用于产生荧光的配体-Au(I)外壳以及有限的自由电子，已有的方法难以对其进行组装来产生表面等离子体共振吸收。因此，制备具有表面等离子体共振吸收的超小(1～3nm)发光金纳米粒子仍是一个巨大的挑战。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种具有表面等离子体共振吸收性质的发光金纳米粒子的合成方法。