一种金纳米粒子的制备方法和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及金属纳米粒子，具体属于一种金纳米粒子的制备方法及应用。
【背景技术】
[0002]定量和定性检测金属离子在化学、生物和环境科学中具有重要意义。其中镁是地壳中第八丰富的元素，也是人体内重要的二价阳离子，广泛分布于生物体，如细胞和骨骼中。它不仅调控Ca2+在机体内的作用，自身也发挥了大量的生物功能如酶的激活或抑制，还具有调节细胞增殖，细胞周期的分化和进展等调节作用。若人体内镁的摄入量不平衡时，会对血管功能有严重的影响，危害人体健康。因此，检测和测定Mg2+的技术已经吸引了各领域的许多科学家。但许多报道的Mg2+选择性化学传感器应用到复杂昂贵的仪器，且需要专业技术员操作，在应用方面存在着较大的局限性。因此，建立一种简单、快速、高灵敏和选择性的离子检测新方法具有重要的意义。
[0003]基于金纳米粒子的比色传感器由于其具有高吸光系数、简单性、成本效益和快速检测时间等优点，已吸引了大量的化学生物传感的兴趣，基于该优点，许多金纳米粒子为基础的纳米传感器已用于比色的DNA、蛋白质、金属离子等的检测。由于之前报道的关于金纳米粒子的制备，需要添加还原剂和表面活性剂，致使所制的金纳米粒子具有一定的毒性，进一步限制其应用范围。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种金纳米粒子的制备方法，该方法不仅工艺简单，而且避免使用毒性较大的还原剂和表面活性剂，制备成本较低，制得的金纳米粒子稳定且水溶性好。
[0005]为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0006]—种金纳米粒子的制备方法，包括如下步骤:以体积份数计，将1.0-6.0份32.5mg/mL果胶酶水溶液、1.0-6.0份1mmoI/L氯金酸水溶液和0.1-0.6份lmol/L氢氧化钠溶液，微波加热Ι-lOmin，反应完成后取出，得到深黄色或酒红色的金纳米粒子。
[0007]作为优选的方案:以体积份数计，将2.0-4.0份32.5mg/mL果胶酶水溶液、2.0_4.0份10mmol/L氯金酸水溶液和0.2-0.4份lmol/L氢氧化钠溶液，微波加热3-6min，反应完成后取出，得到酒红色的金纳米粒子。
[0008]作为更优选的方案，本发明提供的方法是将1.5份32.5mg/mL果胶酶水溶液、1.5份lOmmol/L氯金酸水溶液和0.15份lmol/L氢氧化钠溶液，微波加热3min，反应完成后取出，得到酒红色的金纳米粒子，在523nm处有特征吸收。
[0009]本发明制得的金纳米粒子可以在镁离子的检测中得到应用。
[0010]与现有技术相比，本发明采用天然的生物分子果胶酶为还原剂及配体保护剂制备了一种稳定且水溶性的纳米粒子，避免了毒性较大的还原剂及表面活性剂的使用，制备过程简单，反应快速，所得的金纳米粒子具有良好水溶性，在523nm处有特征吸收，且表现出明显的酒红色，易于肉眼观察。
[0011]本发明制得的金纳米粒子传感器对镁离子显示了高的灵敏性和选择性，可应用于镁离子的检测，检测限为4.0X10—9μΜ。此外，该水相合成的金纳米粒子具有良好水溶性和稳定性，肉眼可直接识别其检测时颜色的变化，其应用具有直观性，可应用与环境水样的检测，发展一种简单、快速、超灵敏及直观的新方法。
【附图说明】
[0012]图1是实施例7新型金纳米粒子的透射电子显微镜图。
[0013]图2是实施例7新型金纳米粒子的紫外吸收光谱。
[0014]图3是实施例7新型金纳米粒子的光稳定性图。
[0015]图4是实施例7新型金纳米粒子对镁离子响应曲线及线性关系图。
[0016]图5是实施例7新型金纳米粒子与不同金属离子作用后的柱状图。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
[0018]将0.5mL 32.5mg/mL果胶酶水溶液加入到3.0mL 10mmol/L氯金酸水溶液中，随后加入0.05mL lmol/L氢氧化钠溶液，微波加热lOmin，反应完成后取出，得到深黄色的金纳米粒子，该金纳米粒子无明显的特征吸收峰。
[0019]实施例2
[0020]将3.0mL 32.5mg/mL果胶酶水溶液加入到0.5mL 10mmol/L氯金酸水溶液中，随后加入0.3mL lmol/L氢氧化钠溶液，微波加热lmin，反应完成后取出，得到浅红色的金纳米粒子，该金纳米粒子在523nm处有微弱特征吸收。
[0021]实施例3
[0022]将1.5mL 32.5mg/mL果胶酶水溶液加入到0.5mL 10mmol/L氯金酸水溶液中，随后加入0.15mL lmol/L氢氧化钠溶液，微波加热5min，反应完成后取出，得到浅红色的金纳米粒子，该金纳米粒子在523nm处有微弱特征吸收。
[0023]实施例4
[0024]将1.0mL 32.5mg/mL果胶酶水溶液加入到0.5mL 10mmol/L氯金酸水溶液中，随后加入0.1OmL lmol/L氢氧化钠溶液，微波加热4min，反应完成后取出，得到酒红色的金纳米粒子，该金纳米粒子在523nm处有较弱特征吸收。
[0025]实施例5
[0026]将0.5mL 32.5mg/mL果胶酶水溶液加入到1.0mL 10mmol/L氯金酸水溶液中，随后加入0.05mL lmol/L氢氧化钠溶液，微波加热2min，反应完成后取出，得到深黄色的金纳米粒子，该金纳米粒子在523nm处无明显的特征吸收。
[0027]实施例6
[0028]将0.5mL 32.5mg/mL果胶酶水溶液加入到1.5mL 10mmol/L氯金酸水溶液中，随后加入0.05mL lmol/L氢氧化钠溶液，微波加热lmin，反应完成后取出，得到浅黄色的金纳米粒子，该金纳米粒子在523nm处无明显的特征吸收。
[0029]实施例7
[0030]将1.5mL 32.5mg/mL果胶酶水溶液加入到I.5mL 10mmol/L氯金酸水溶液中，随后加入0.15mL lmol/L氢氧化钠溶液，微波加热3min，反应完成后取出，得到酒红色的金纳米粒子，该金纳米粒子在523nm处有较强的特征吸收。将该金纳米粒子配置成0.lmg/mL的水溶液，滴于附有碳膜的铜网上，真空干燥后进行测试，测得该金纳米粒子的粒径为20nm左右，如图1。把2mL的Tris-HCl缓冲液(50mmo 1/L)体系和50yL金纳米粒子溶液加到比色皿中，测定其紫外吸收光谱，如图2所示。将该金纳米粒子水溶液置于4°C环境下保存，4个月后该金纳米粒子的吸光度值基本保持不变，如图3所示，说明该金纳米粒子具有优良的光稳定性。[0031 ] 实施例8
[0032]将实施例7制备的金纳米粒子配置成0.3mg/mL的水溶液，把3mL的Tris-HCl缓冲液(50mmol/L)体系和50yL金纳米粒子储备液加到紫外比色皿中，分别加入不同浓度的镁离子，以523nm处吸收峰为准，观察其吸收强度的变化。随着镁离子浓度的增大，金纳米粒子523nm处吸光度值不断下降，随之会在665nm处出现一个新的吸收峰(图4中A)，吸光度比率(A665/A523 )值的变化与镁离子的浓度呈现性关系(图4中B和C)，镁离子的检测限为检测限为4.0X 10—9μΜ。通过线性拟合得到了金纳米颗粒的回归方程分别为:Y = 0.623+0.059Χ和Y = -
0.821+0.572Χ，线性系数分别为R2 = 0.998和R2 = 0.998，基于此该金纳米粒子可应用于各种水域如湖水、自来水、河水中镁离子的检测。
[0033]实施例9
[0034]将实施例7制备的金纳米颗粒配置成0.3mg/mL的水溶液，把3mL的Tris-HCl缓冲液(50mmol/L)体系和50yL金纳米粒子探针储备液加到紫外比色皿中，再分别加入Mg2+与其它的共存离子(共存离子浓度是镁离子浓度的20倍)K+，Na+，Li+，NH4+，Zn2+，Mn2+，Ba2+，Ca2+，Cu2+，Cd2Mg2+，Pb2+，以523nm为准，分别测其紫外光谱，绘制不同离子对应吸光度比率(A665/A523)值的柱状图，见图5。经实验证明，其它离子不干扰体系对镁离子的检测。
【主权项】
1.一种金纳米粒子的制备方法，其特征在于，包括如下步骤:以体积份数计，将1.0-6.0份32.5mg/mL果胶酶水溶液、1.0-6.0份10mmol/L氯金酸水溶液和0.1-0.6份lmol/L氢氧化钠溶液，微波加热Ι-lOmin，反应完成后取出，得到深黄色或酒红色的金纳米粒子。2.如权利要求1所述的金纳米粒子的制备方法，其特征在于，以体积份数计，将2.0-4.0份32.5mg/mL果胶酶水溶液、2.0-4.0份1mmoI/L氯金酸水溶液和0.2-0.4份ImoI/L氢氧化钠溶液，微波加热3_6min，反应完成后取出，得到酒红色的金纳米粒子。3.如权利要求1或2所述的金纳米粒子的制备方法，其特征在于，是将1.5份32.5mg/mL果胶酶水溶液、1.5份lOmmol/L氯金酸水溶液和0.15份lmol/L氢氧化钠溶液，微波加热3min，反应完成后取出，得到酒红色的金纳米粒子，在523nm处有特征吸收。4.如权利要求1、2或3所述方法制得的金纳米粒子在镁离子检测中的应用。
【专利摘要】本发明提供了一种金纳米粒子的制备方法和应用。金纳米粒子的制备：以体积份数计，将1.0-6.0份32.5mg/mL果胶酶(Pectinase)水溶液、1.0-6.0份10mmol/L氯金酸水溶液和0.1-0.6份1mol/L氢氧化钠溶液，微波加热1-10min，反应完成后取出，得到深黄色或酒红色的金纳米粒子(AuNPs)。本方法制备工艺非常简单，反应快速，避免了毒性较大的还原剂以及表面活性剂的使用，对环境友好，所制得的金纳米粒子具有较高的稳定性和水溶性，且表现出明显的酒红色，易于肉眼观察，可用于镁离子的检测。
【IPC分类】B22F9/24, B82Y40/00, G01N21/33
【公开号】CN105642912
【申请号】
【发明人】张彦, 姜晶晶, 高鹏飞, 双少敏, 董川
【申请人】山西大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年2月26日