专利名称：以叶绿体为模板水相制备金纳米粒子的方法
技术领域：
本发明涉及的是一种纳米技术领域的制备方法，具体是一种以叶绿体为模板水相制备金纳米粒子的方法。
背景技术：
金纳米粒子由于其独特的光学、电学和催化性质，近年来被广泛研究并应用于癌症的光热治疗、气体检测和生物传感等领域。然而，在合成金纳米粒子的过程中，常常会使用到如十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)等表面活性剂以及如硼氢化钠等还原剂，由于这些化学制剂具有较强毒性，所以限制了合成产物金纳米粒子在生物领域的应用，也威胁着实验者的健康。近年来，随着绿色化学的兴起，越来越多的研究者将生物系统与纳米技术相结合，采用如微生物及其提取成分或者植物提取液为软模板制备具有高生物相容性和安全性的纳米材料。生物体系合成的纳米材料由于其表面修饰有生物分子，增强了其生物相容性，又由于这些生物分子携带有氨基、巯基和羧基等基团，也利于材料的后续修饰以便应用于各种领域。因此，开发出一种能得到尺寸及形貌可控且表面修饰特定基团金纳米粒子的 “绿色“合成方法显得非常重要。随着生态友好型的纳米材料“绿色“合成法的蓬勃发展，诸如微生物、真菌和植物等生物系统由于其天然的安全性被用来合成各种纳米粒子。经过对现有技术的检索发现，利用植物提取液合成金纳米粒子已有报道 MaterialsCharacterization (材料表征),61 (2010) 1232—1238 (J. Mater. Chem.，2003，13， 1822-1826)。然而，这些方法存在一些不足，如反应体系成分较为复杂，提纯分离较难，粒子粒径差别较大，合成机制不明等。如果利用绿色植物的单一细胞器为模板来合成纳米粒子， 将能够在较大程度上克服以上的不足之处。植物细胞中含有多种的细胞器，如叶绿体、线粒体、内质网和高尔基体等。其中，叶绿体由叶绿体外被、基质和类囊体三部分组成，是植物细胞特有的能量转换细胞器，被称作绿色植物的“能量加工工厂”，约占细胞质体积的40% 90%。本发明便是以叶绿体为生物软模板在水相中合成金纳米粒子。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种以叶绿体为模板水相制备金纳米粒子的方法，本发明制备工艺简单、原料来源方便、环境友好、产物均一且后续修饰容易。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明通过将叶绿体悬浮液加入含NaOH的 HAuCl4溶液中，经混合搅拌得到金纳米粒子。所述的叶绿体悬浮液是指取自三叶草嫩叶中的叶绿体的悬浮液，具体通过以下方式制备得到取新鲜的三叶草嫩叶，去掉叶梗和叶脉后用去离子水漂并用预冷的等渗液冲洗2 3次，在研钵中制成勻浆，勻浆用纱布过滤，取滤液。再用差速离心法收集叶绿体， 等渗液悬浮得叶绿体悬浮液。
所述的含NaOH的HAuCl4溶液是指浓度为5 20mM HAuCl4溶液且含有NaOH的混合溶液，其PH为6 8。所述的混合搅拌是指采用磁力搅拌或置于摇床中，在4 37°C的环境下以50 300rpm/min 旋转 18 48h。本发明基于“绿色合成”指导思想，第一次以植物细胞单一细胞器-叶绿体为模板和还原剂，在室温水相中制备得到的金纳米粒子。该纳米粒子合成体系与以往的以植物提取液为模板相比，其优点在于单一、明确的模板-叶绿体，模板来源丰富、经济，绿色植物叶片均可作为模板提取原料。电镜分析表明得到的金纳米粒子形貌和粒径均一，基本为球形，粒径在5-25nm。红外数据显示粒子表面带有氨基、羰基等活性基团，很容易与其它生物分子偶联。
图1叶绿体模板法合成的金纳米粒子的UV-Vi s图。图2叶绿体模板法合成的金纳米粒子TEM图。
具体实施例方式下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。实施例1水浴搅拌叶绿体模板制备金纳米粒子称取三叶草新鲜嫩叶35g，去叶梗叶脉，去离子水漂洗三次。然后用4°C，0. 35moL/ LNaCl等渗液冲洗2-3次。剪成2mm2的碎片，置于研钵中。加60mL预冷的等渗液)， 制备成勻浆。将勻浆用6层纱布过滤，取滤液8mL，4°C，1000rpm/min离心2min，收集上清。 上清在3000rpm/min离心5min。再次收集上清在3000rpm/min离心20min，收集沉淀。沉淀用lmL，4°C，0. 35moL/L NaCl悬浮，即得叶绿体原液。取叶绿体原液IOOuL,用0. 35moL/L 等渗液稀释100倍备用。2. 5mL，IOmM氯金酸加入充分干燥过的玻璃瓶中，然后用IM NaOH 调节pH在7. 0左右。取5mL叶绿体稀释液加入到2. 5mL的氯金酸溶液中，用去离子水调节最终反应体积到15mL，在25度水浴剧烈搅拌M小时后置于4度冰箱中，12小时。如图1所示，为本实施例制备得到的叶绿体模板法合成的金纳米粒子的UV-Vis示意图；图2为叶绿体模板法合成的金纳米粒子TEM示意图。实施例2生物摇床叶绿体模板制备金纳米粒子称取三叶草新鲜嫩叶5g，黑暗处理3天，去叶梗叶脉，用去离子水漂洗三次。然后用4°C，0. 35moL/L NaCl等渗液冲洗2_3次。剪成2mm2的碎片，置于研钵中。加12mL预冷的等渗液)，制备成勻浆。将勻浆用6层纱布过滤，滤液在4°C，1000rpm/min离心2min， 收集上清。上清在3000rpm/min离心5min。再次收集上清在3000rpm/min离心20min，收集沉淀。沉淀用lmL，4°C，0. 35moL/L NaCl悬浮，即得叶绿体原液。取叶绿体原液100 μ L， 用0. 35mol/L等渗液稀释50倍备用。2. 5mL, IOmM氯金酸加入30mL充分干燥过的玻璃瓶中，然后用IM NaOH调节pH在7. 0-8. 0左右。取5mL叶绿体稀释液加入到2. 5mL的氯金酸溶液中，用去离子水调节最终反应体积到15mL，在生物摇床中200rpm/min，25度，维持1_3天。实施例3水浴搅拌叶绿体模板制备金纳米粒子三叶草新鲜嫩叶，4度黑暗处理1周，去叶梗叶脉，称5g用去离子水漂洗三次。然后用4°C，0. 35moL/LNaCL等渗液冲洗2_3次。剪成2mm2的碎片，置于研钵中。加20mL预冷的等渗液)，制备成勻浆。将勻浆用6层纱布过滤，滤液在4°C，1000rpm/min离心2min， 收集上清。上清在3000rpm/min离心5min。再次收集上清在3000rpm/min离心20min，收集沉淀。沉淀用lmL，4°C。15mL，IOmM氯金酸加入IOOmL干净的玻璃瓶中，用ImM NaOH调节PH在7. O左右。加入800 μ L叶绿体原液体，用超纯水调至反应最终体积90mL，25度水浴搅拌，反应Mh。
权利要求
1.一种以叶绿体为模板水相制备金纳米粒子的方法，其特征在于，通过将叶绿体悬浮液加入含NaOH的HAuCl4溶液中，经混合搅拌得到金纳米粒子。
2.根据权利要求1所述的以叶绿体为模板水相制备金纳米粒子的方法，其特征是，所述的叶绿体悬浮液是指取自三叶草嫩叶中的叶绿体的悬浮液。
3.根据权利要求1或2所述的以叶绿体为模板水相制备金纳米粒子的方法，其特征是， 所述的叶绿体悬浮液通过以下方式制备得到取新鲜的三叶草嫩叶，去掉叶梗和叶脉后用去离子水漂并用预冷的等渗液冲洗2 3次，在研钵中制成勻浆，勻浆用纱布过滤，取滤液。 再用差速离心法收集叶绿体，等渗液悬浮得叶绿体悬浮液。
4.根据权利要求1所述的以叶绿体为模板水相制备金纳米粒子的方法，其特征是，所述的含NaOH的HAuCl4溶液是指浓度为5 20mM HAuCl4溶液且含有NaOH的混合溶液，其 pH为6 8。
5.根据权利要求1所述的以叶绿体为模板水相制备金纳米粒子的方法，其特征是，所述的混合搅拌是指采用磁力搅拌或置于摇床中，在4 37°C的环境下以50 300rpm/min 旋转18 48h。
全文摘要
一种纳米材料技术领域的以叶绿体为模板水相制备金纳米粒子的方法，通过将叶绿体悬浮液加入含NaOH的HAuCl4溶液中，经混合搅拌得到金纳米粒子。本发明制备工艺简单、原料来源方便、环境友好、产物均一且后续修饰容易。
文档编号B22F9/24GK102189269SQ20111011029
公开日2011年9月21日 申请日期2011年4月29日 优先权日2011年4月29日
发明者孔毅飞, 崔大祥, 张益霞, 郅晓, 高国 申请人:上海交通大学