一种利用甘蔗提取液制备纳米金颗粒的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种利用甘蔗提取液制备纳米金颗粒的方法。
【背景技术】
[0002]纳米金粒子因其独特的光学、电学、催化性能在光学探针、电化学探针、生物检测、药物传输以及工业催化等方面均有广泛的应用前景。近年来，尤其在生物医药领域，纳米金可以与氨基、巯基、蛋白质(抗体、抗原、霉)等发生非共价键的静电吸附，得到以纳米金标记的复合物，并且仍然具有与纳米金相似的光谱学性质，利用这一特性对被标记物进行探测。纳米金用于生物医药领域的关键点是采用的纳米金必须无毒且具有明显的光谱特性。因此，快速合成无毒性且具有明显等离子共振光谱的纳米金颗粒成为研宄的热点。
[0003]目前，纳米金颗粒的制备方法可以归结为两种:物理法和化学法。物理法即将块体(或粉末)金用物理方法制成纳米级颗粒。机械研磨法，气相法，金属蒸汽溶剂化法，激光烧蚀法等都可归为物理法。物理法虽然原理简单、操作简单，所得产品纯度较高，无有毒试剂残留，但对仪器设备的要求很高，生产费用昂贵，且对颗粒形貌的调控能力有限，不利于在生物领域的进一步应用。化学法是指通过适当的化学反应制备纳米物质，该方法灵活，可用于合成多种形貌的纳米金颗粒，是目前较为成熟的一种合成纳米金的方法。化学法主要有气相沉淀法、液相还原法、相转移法等。化学法虽优点众多，但多数化学法需要引入较多的化学试剂做分散剂、稳定剂和絮凝剂等，可能给环境带来严重的污染问题。同时，对于纳米金颗粒在生物医学上的应用，目前所采用的化学法合成的纳米金颗粒大多很难做到表面无化学试剂残留。因此，采用环境友好的方法来制备无毒无害的纳米金颗粒，逐渐成为纳米金合成技术领域的一个重要发展趋势。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种利用甘蔗提取液制备纳米金的绿色合成方法。本发明制备工艺简单、条件温和、环境友好，无化学试剂残留，为纳米金颗粒在生物医学领域的应用奠定了基础。
[0005]根据本发明的利用甘蔗提取液制备纳米金颗粒的方法，包括如下步骤:
[0006](I)将甘蔗清洗、去皮、榨汁、过滤，所得滤液再经离心分离，所得上清液即为甘蔗提取液；
[0007](2)将氯金酸晶体溶解于蒸馏水中形成氯金酸溶液；
[0008](3)将甘蔗提取液加热至沸腾，将氯金酸溶液加入到沸腾的甘蔗提取液中，保持反应体系pH值在3.0-5.0之间，沸腾状态下反应5-60分钟，反应结束，将所得反应液离心分离，将所得沉淀物干燥后即得纳米金颗粒。该步骤中通过控制反应体系的PH值来控制氯金酸溶液与甘蔗提取液的配比，从而能够保证氯金酸被还原完全。
[0009]在本发明的一个优选实施例中，各步骤中所使用的容器在使用之前都经王水洗涤，再用纯水冲洗。
[0010]在本发明的另一个优选实施例中，步骤(3)中将甘蔗提取液加热至沸腾后，保持沸腾5-20分钟，使甘蔗提取液充分水解，产生还原条件，再加入氯金酸溶液进行反应。
[0011]在本发明的又一个优选实施例中，通过控制氯金酸溶液与甘蔗提取液的比例，来调节所合成的纳米金颗粒的粒径。优选情况下，当保持反应体系pH值在4.0-5.0之间时，所制得的纳米金颗粒的平均粒径在50纳米以下。
[0012]本发明所提供的纳米金颗粒的制备方法采用的设备简单，操作方便。甘蔗提取液方便易得、价格低廉、且没有毒性，以其作为还原剂代替以往使用的化学试剂(柠檬酸钠、硼氢化钠、硫醇、油胺等)，所制备的纳米金颗粒表面不会产生有毒化学试剂残留，且表现出了明显的光学信号，因此合成的纳米金可以应用于生物医药领域。
【附图说明】
[0013]图1是实施例1中反应5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、25分钟后获取的反应液的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)图；
[0014]图2是实施例1中反应时间为5分钟时所得到的纳米金的透射电子显微镜图；
[0015]图3是实施例1中反应时间为5分钟时所得到的纳米金的X-射线衍射谱图；
[0016]图4是实施例2中反应5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、25分钟后获取的反应液的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)图；
[0017]图5是实施例2中反应时间为25分钟时所得到的纳米金的透射电子显微镜图；以及
[0018]图6是实施例2中反应时间为25分钟时所得到的纳米金的能谱图(EDS)。
【具体实施方式】
[0019]下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，本领域技术人员应该理解，实施例和附图只是为了更好地理解本发明，并不用来做出任何限制。
[0020]下面各实施例中所使用的甘蔗提取液的制备过程为:将新鲜甘蔗清洗、去皮、榨汁、过滤，所得滤液再经离心分离，所得上清液即为甘蔗提取液，本发明中对甘蔗的品种和产地并无特别要求。氯金酸溶液制备过程为:将氯金酸晶体溶解于蒸馏水中形成0.lmol/L氯金酸溶液。
[0021]实施例一
[0022](I)用王水将所用玻璃容器进行洗涤，然后用纯水冲洗干净；
[0023](2)取25ml甘蔗提取液放入烧瓶，加热至沸腾，沸腾10分钟；
[0024](3)加入80 μ I的0.lmol/L的氯金酸溶液在烧瓶中，测试pH值为4.7，在沸腾条件下反应5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、25分钟后取样；
[0025](4)对上述不同反应时间后所取得的样品在8000rpm离心10分钟，将所得沉淀物在40-50°C下干燥10分钟后即得纳米金颗粒。
[0026]图1为采用日本岛津公司的UV-2600型紫外分光光度计对上述反应5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、25分钟所得的反应液测试所得的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)图。纳米金产生的吸收峰均在535nm左右，产生明显的等离子共振信号，可做进一步的生物应用。
[0027]图2为采用日本电子公司的JEM-2100F型场发射透射电子显微镜对上述反应5分钟所得的纳米金进行表征的TEM图。可以明显的看出所得纳米金颗粒呈现类球型。其余的10分钟、15分钟、20分钟、25分钟所制得的样品的形貌与5分钟获得的纳米金颗粒类似，其平均直径均为17nm左右。
[0028]图3为采用日本株式会社的D/max_2600PC型X-射线衍射仪对上述反应5分钟所得的纳米金颗粒进行表征的谱图，与金的标准图谱非常吻合，进一步说明了反应合成了纳米金。
[0029]实施例二
[0030](I)用王水将所用玻璃容器进行洗涤，然后用纯水冲洗干净；
[0031](2)取25ml甘蔗提取液放入烧瓶，加热至沸腾，沸腾20分钟；
[0032](3)加入160 μ I氯金酸溶液在烧瓶中，测试pH值为4.5在沸腾条件下反应5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、25分钟后取样；
[0033](4)对上述不同反应时间后所取得的样品在8000rpm离心10分钟，将所得沉淀物在40-50°C下干燥10分钟后即得纳米金颗粒。
[0034]图4为采用日本岛津公司的UV-2600型紫外分光光度计对上述反应5分钟、10分钟、15分钟、20分钟、25分钟所得的反应液测试的紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)图。纳米金颗粒产生的吸收峰均在575nm左右，产生明显的等离子共振信号。
[0035]图5为米用日本电子公司的JEM-2100F型场发射透射电子显微镜对上述反应25分钟所得的纳米金颗粒进行表征的结果。可以明显看出所得的纳米金颗粒呈现类球型。其余的5分钟、10分钟、15分钟、20分钟所制得的样品的形貌与25分钟的纳米金类似，其平均直径均为26nm左右。
[0036]图6为采用日本电子公司EDAX Falcon s60型能谱仪对上述反应25分钟所得纳米金颗粒的EDS图谱，可以明显的看出反应所得的纳米颗粒的成分为金元素。Cu为测试中所用的铜网成分，不是纳米颗粒所包含的杂质。
[0037]上述实施例虽然只是列举了实验室规模的反应，但本领域技术人员应该理解，本发明的方法同样适用于工业规模的反应。
【主权项】
1.一种利用甘蔗提取液制备纳米金颗粒的方法，包括如下步骤: (1)将甘蔗清洗、去皮、榨汁、过滤，所得滤液再经离心分离，所得上清液即为甘蔗提取液； (2)将氯金酸晶体溶解于蒸馏水中形成氯金酸溶液； (3)将甘蔗提取液加热至沸腾，将氯金酸溶液加入到沸腾的甘蔗提取液中，保持反应体系PH值在3.0-5.0之间，沸腾状态下反应5-60分钟，反应结束，将所得反应液离心分离，将所得沉淀物干燥后即得纳米金颗粒。
2.根据权利要求1所述的利用甘蔗提取液制备纳米金颗粒的方法，各步骤中所使用的容器在使用之前都经王水洗涤，再用纯水冲洗。
3.根据权利要求1所述的利用甘蔗提取液制备纳米金颗粒的方法，步骤(3)中将甘蔗提取液加热至沸腾后，保持沸腾5-20分钟，使甘蔗提取液充分水解，再加入氯金酸溶液进行反应。
4.根据权利要求1所述的利用甘蔗提取液制备纳米金颗粒的方法，通过控制氯金酸溶液与甘蔗提取液的比例，来调节所合成的纳米金颗粒的粒径。
5.根据权利要求4所述的利用甘蔗提取液制备纳米金粉体的方法，当保持反应体系pH值在4.0-5.0之间时，所制得的纳米金颗粒的平均粒径在50纳米以下。
【专利摘要】一种利用甘蔗提取液制备纳米金颗粒的方法，包括如下步骤：(1)将甘蔗清洗、去皮、榨汁、过滤，所得滤液再经离心分离，所得上清液即为甘蔗提取液；(2)将氯金酸晶体溶解于蒸馏水中形成氯金酸溶液；(3)将甘蔗提取液加热至沸腾,将氯金酸溶液加入到沸腾的甘蔗提取液中，保持反应体系pH值在3.0-5.0之间，沸腾状态下反应5-60分钟，反应结束，将所得反应液离心分离，将所得沉淀物干燥后即得纳米金颗粒。本发明的制备方法采用的设备简单，操作方便。甘蔗提取液方便易得、价格低廉、且没有毒性，所制备的纳米金颗粒表面不会产生有毒化学试剂残留，且表现出了明显的光学信号，因此合成的纳米金颗粒可以应用于生物医药领域。
【IPC分类】B22F9-24
【公开号】CN104646682
【申请号】CN201510070319
【发明人】孙丽, 徐波, 章立新, 苏文献, 魏中, 金锐
【申请人】上海理工大学
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2015年2月10日