[发明专利]一种以聚多巴胺为模板制备金纳米球壳的方法

说明书

一种以聚多巴胺为模板制备金纳米球壳的方法，其主要是以pH 8.5的Tris盐酸缓冲液为溶剂配制浓度为0.5mg/mL盐酸多巴胺溶液，在15～25℃条件下避光磁力搅拌后，进行超声处理，然后离心取上清液，将上清液离心取沉淀物，沉淀物用去离子水离心清洗后，重悬于pH 2的盐酸溶液中，制得聚多巴胺溶液；将聚多巴胺溶液加入等体积的氯化金溶液，放入振荡器，转数为100～200rpm，25℃下孵育0.5～1.5h；向孵育好的溶液中加入浓度为20～60mM的抗坏血酸溶液进行还原，反应温度为15～25℃，反应时间5～10min，制得粒径均一、单分散性良好的金纳米球壳。本发明具有反应条件温和、制备工艺简单、产率高、粒径小，单分散性良好、光热转化性能优越等优点。

技术领域

本发明属于材料技术领域，特别涉及一种金属纳米材料的制备方法。

背景技术

纳米粒子是指颗粒尺寸处于纳米级别的超微粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，介于微观和宏观之间。由于在超微结构下，纳米材料具有独特的四大效应：小尺寸效应，量子隧道效应，表面和界面效应和量子尺寸效应。在众多纳米材料中，金纳米材料由于其独特的电学、光学、生物学以及其他相关性能，被广泛的用于电催化剂、细胞检测器、生物传感器、肿瘤光热治疗剂等方面的研究。其中，金纳米球壳具有优良的光学性能，其表面等离子体共振峰可发生大幅度的红移，可用于肿瘤的光热治疗等。通过化学表面修饰及其它改造手段，可将其用于纳米胶囊、生物传感器、生物医学成像技术等方面的研究。

目前，合成金纳米球壳的方法主要分为物理法和化学法，其中物理法包括：溅射法、真空沉积法、气体蒸发法、粉碎法和混合等离子体法等。化学法包括：气相分解法、气相合成法、沉积法、溶胶-凝胶法、喷雾法和氧化还原法等。但是，上述传统的制备方法都普遍存在成本高、机械强度大、工艺过程复杂、耗时长等缺点。另外，使用有毒的化学物质合成纳米材料容易造成环境污染，并且限制了它们在生物医学领域的应用

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备工艺简单、操作容易、成本低廉、形貌可控、反应条件温和、无污染的以聚多巴胺为模板制备金纳米球壳的方法。

本发明主要是采用多巴胺的自聚物—聚多巴胺为模板，通过控制多巴胺的聚合条件，并对得到的聚多巴胺进行处理，获得粒径均一、分散性良好的聚多巴胺纳米微球，然后加入氯化金溶液，孵育后加入还原剂抗坏血酸进行还原，从而获得分散性良好、粒径均匀、稳定性良好的金纳米球壳。

本发明的技术方案如下：

(1)按每毫升pH 8.5的Tris盐酸缓冲液中加入0.5mg盐酸多巴胺的比例，配制浓度为0.5mg/mL盐酸多巴胺溶液；

(2)将步骤(1)中的盐酸多巴胺溶液放置于磁力搅拌器上避光搅拌1～2h，反应温度为15～25℃，随后用超声波细胞粉碎机超声处理10分钟，超声功率为500W，然后以8000rpm转速离心10分钟取上清，将上清液以14000rpm转速离心10分钟取沉淀物，用去离子水离心清洗沉淀物1～3次后，按每10mL盐酸溶液加入0.7mg沉淀物的比例，将沉淀物重悬于pH 2的盐酸溶液中，从而制得粒径均一、单分散性能良好的聚多巴胺溶液；

(3)按聚多巴胺溶液与氯化金溶液的体积比为1:1的比例，将步骤(2)制得的聚多巴胺溶液加入浓度为2～6mM、pH 2的氯化金溶液，混合均匀，然后将其放入双层气浴振荡器，控制震荡转数为100～200rpm，25℃下孵育0.5～1.5h；

(4)按步骤(3)孵育好的溶液与抗坏血酸溶液的体积比为80:1的比例，向步骤(3)孵育好的溶液中加入浓度为20～60mM的抗坏血酸溶液进行还原，反应温度为15～25℃，反应时间为5～10min，制得粒径均一、单分散性良好的金纳米球壳。

本发明与现有技术相比具有如下优点：