比即长度与直径之比可W在较宽范围内选择， 优选情况下，所述金纳米棒的长径比可W为2-5 ;1，更优选地，所述金纳米棒的长径比可W 为 3-4 ;1。
[0030] 根据本发明，本发明中使用的金纳米棒可W根据本领域技术人员所熟知的方法获 得，例如，将金纳米棒生长溶液与金晶种混合，将混合所得混合物置于金晶种生长的条件下 W使所述金晶种生长，所述金纳米棒生长溶液含有表面活性剂、还原剂、四氯金酸和可溶性 银盐。所述表面活性剂、还原剂和可溶性银盐可选用本领域常用试剂，优选情况下，表面活 性剂为十六烷基H甲基漠化馈，还原剂为抗坏血酸，可溶性银盐为硝酸银。具体制备方法见 下述的制备例。
[0031] 根据本发明，其中，所述金纳米棒溶液中的金纳米棒的浓度可W为0. 05-0. 2nM，优 选为0. 1-0. 15nM。在此金纳米棒浓度范围内进行实验可保证PCD信号较强，同时又不会因 为其浓度太高导致圆二色光谱中出现较大噪声。
[0032] 根据本发明，为方便与配体交换之后的金纳米棒组装体溶液的PCD信号比较，选 取最大的PCD信号所在的峰位作为参考峰位。例如在本发明实施例1中，如图1所示，选取 最大的PCD信号对应的1yM手性硫醇分子所在的峰位610nm处作为参考峰位。
[0033] 根据本发明，本发明的发明人还发现，对金纳米棒溶液中的金纳米棒进行不同浓 度的手性硫醇分子修饰并W金纳米棒的轴向平行排列进行组装后，所获得的PCD信号不 同，而且PCD信号并非随手性硫醇分子浓度的增大而单调递增。例如在本发明实施例1 中，如图2所示，使用不同浓度心饼5修饰金纳米棒，并使用0. 15mM巧樣酸轴引发组装后， 61化m处的信号强度在kCTS浓度为1M时最大，之后随kCTS浓度的升高信号强度反而降 低。由于金纳米棒表面化学的各向异性，在使用硫醇分子对其修饰时，低浓度的硫醇分子优 先吸附在金纳米棒的头部，随其浓度升高而逐渐扩展至金纳米棒的侧面。本发明的发明人 认为，L-CTS在其浓度低于IM时主要存在于金纳米棒的头部，而在大于IM时开始扩展到金 纳米棒的侧面。而纳米棒头部和侧面的手性硫醇分子贡献符号相反的PCD信号，因此得到 如图2所示非单调递增的曲线。
[0034]PCD信号的强度可W描述为：
[00对PCD=S头部X日头部巧麵X日侧面 （公式1)
[0036] 其中，0为手性硫醇分子在金纳米棒头部或侧面上的覆盖度；S为手性因子，反映 了手性分子在头部或侧面时诱导出PCD信号的能力，并且8^^和S?j具有相反的正负号。
[0037] 该一现象不只是存在于心〔丫5,而是对于所有手性硫醇分子都适用，只是信号最大 值所对应的手性硫醇分子浓度会有所不同。由此可见，手性硫醇分子浓度的选择是非常关 键的。为简化之后配体交换的物理图像，手性硫醇分子的浓度应选择为最大信号所对应的 手性硫醇分子浓度。
[0038] 通过上述方式选择了手性硫醇分子的浓度后，配体交换可认为只发生在金纳米棒 的头部。根据Langmuir等温吸附模型，配体交换达到平衡后，两种硫醇分子(手性硫醇分子 和待测硫醇分子）在金纳米棒头部的密度之比就由两种分子在溶液中的浓度和在金表面的 吸附常数所决定：
[0039]
【主权项】
1. 一种硫醇分子在金表面吸附常数的测定方法，其特征在于，该方法包括以下步骤： (1) 对金纳米棒溶液中的金纳米棒进行不同浓度的手性硫醇分子修饰并以金纳米棒的 轴向平行排列进行组装； (2) 将经步骤（1)后的金纳米棒组装体溶液分别进行圆二色光谱测定，确定最大PCD信 号对应的金纳米棒组装体溶液； (3) 将待测硫醇分子添加到经步骤（2)后得到的最大PCD信号对应的金纳米棒组装体 溶液中并进行配体交换； (4) 将经步骤（3)配体交换后的金纳米棒组装体溶液进行圆二色光谱测定，确定该配体 交换后的金纳米棒组装体溶液在步骤（2)中最大PCD信号对应的峰位处的PCD信号； (5) 根据公式
计算待测硫醇分子在金表面吸附常数K2 ; 其中，K1为手性硫醇分子的吸附常数；Cl、C2分别为手性硫醇分子和待测硫醇分子在溶 液中的浓度；α为在步骤（4)中配体交换后的金纳米棒组装体溶液在步骤（2)中最大PCD 信号对应的峰位处的PCD信号与在步骤（2)中配体交换前的金纳米棒组装体溶液的最大 P⑶信号的比值。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述金纳米棒的长径比为2-5 :1，优选为3-4 :1。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述金纳米棒溶液中的金纳米棒的浓度为 0· 05-0. 2ηΜ，优选为 0· 1-0. 15ηΜ。
4. 根据权利要求1所述的方法，其中，所述手性硫醇分子为L-半胱氨酸或还原型谷胱 甘肽。
5. 根据权利要求1或4所述的方法，其中，所述手性硫醇分子的浓度为0. 2-10 μ Μ。
6. 根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括在步骤（1)中添加表面活性剂，所 述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵。
7. 根据权利要求6所述的方法，其中，所述十六烷基三甲基溴化铵的浓度为0. 5-10mM， 优选为〇. 5-lmM。
8. 根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括在步骤（1)中添加连接分子。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中，所述连接分子为具有羧基的有机小分子，优选为 柠檬酸钠、乙二胺四乙酸和羧基修饰的聚酰胺胺树状分子中的一种或多种，更优选为柠檬 酸钠。
10. 根据权利要求6-9中任意一项所述的方法，其中，所述连接分子的浓度与所述十六 烷基三甲基溴化铵的浓度的比值为0. 2-0. 4,优选为0. 28-0. 32。
11. 根据权利要求1、4或5所述的方法，其中，所述待测硫醇分子的浓度与所述手性硫 醇分子的浓度的比值为2-6,优选为3-4。
12. 根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（1)中，所述以金纳米棒的轴向平行排列 进行组装的条件包括：组装温度为20-50°C，组装时间为30-60分钟；优选地，所述以金纳米 棒的轴向平行排列进行组装的条件包括：组装温度为25-35°C，组装时间为30-40分钟。
13. 根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤（3)中，所述配体交换的条件包括：配体 交换的温度为20-50°C，配体交换的时间为30-60分钟；优选地，所述配体交换的条件包括 ： 配体交换的温度为25-35°C，配体交换的时间为30-40分钟。
【专利摘要】本发明公开了一种硫醇分子在金表面吸附常数的测定方法，该方法包括以下步骤：（1）对金纳米棒溶液中的金纳米棒进行不同浓度的手性硫醇分子修饰；（2）确定最大PCD信号对应的金纳米棒组装体溶液；（3）将待测硫醇分子添加到最大PCD信号对应的金纳米棒组装体溶液中；（4）确定该配体交换后的金纳米棒组装体溶液在最大PCD信号对应的峰位处的PCD信号；（5）根据公式计算待测硫醇分子吸附常数K2；其中，K1为手性硫醇分子的吸附常数；c1、c2分别为手性硫醇分子和待测硫醇分子在溶液中的浓度；α为配体交换后的金纳米棒组装体溶液在最大PCD信号对应的峰位处的PCD信号与配体交换前的金纳米棒组装体溶液的最大PCD信号的比值。
【IPC分类】G01N21-19
【公开号】CN104865193
【申请号】CN201410062031
【发明人】侯帅, 吴晓春
【申请人】国家纳米科学中心
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年2月24日