一种基于醋酸伐普肽制备银金合金纳米球壳的制作方法

本发明属于纳米金属材料技术领域，特别涉及一种纳米材料的制备方法。

背景技术：

金银纳米粒子的特殊性质受到了广泛地关注，它们具有的表面性质、小尺寸性质和优异的单分散性被应用于各种领域，在各种化学分析、化学催化、光控开关、传感器、生物分析和生物医学检测等领域中都有潜在的应用前景。金银纳米粒子的很多特性都取决于金银纳米粒子的尺寸和形状。大比率的表面原子能够极大地增强其表面活性；独特的表面结构、电子状态和原子排布都会使其具有独特的材料性能，也可以促使一些特征性的化学反应的发生，导致它们的催化性能不同；特定的空间结构特性可以使其应用于生物跟踪、医疗和医学检测。所以，发展简单、大量、形貌稳定的纳米材料制备技术已成为开展金银纳米粒子开发和应用的关键。

目前，制备银金合金纳米球壳的方法有很多，例如：化学沉积法、溶胶-凝胶法、高能球磨法等。但是，在以往的制备研究中，由于合金纳米球壳的特殊形貌及特殊的键间相互作用，导致其形貌不易控制，球壳表面的粒子分布不均匀，粒子尺寸差异较大，产物纯度也较低，这极大地影响了纳米材料的性能。并且，这些制备方法普遍存在污染环境、工艺复杂、成本高等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种制备过程简单、反应条件温和、绿色环保，且制得的产物形貌均一、金属载量高、分散性良好的基于醋酸伐普肽制备银金合金纳米球壳的方法。本发明主要是以醋酸伐普肽为模板，醋酸伐普肽在酸性、控温条件下，促使多肽的氨基酸残基之间发生非共价作用，控制反应过程，使其按照预先设计形成结构明确、分散性好、稳定的分子聚集体或超分子结构，同时将特异性的活性基团暴露在聚集体(或超分子结构)的表面；然后，将硝酸银与模板进行特定时间的孵育，通过生物矿化作用在模板表面形成微量的“银晶种”结构，进一步控制还原过程，利用硼氢化钠在反应体系中的作用，通过控制还原方式和还原程度，使游离的银离子沿着“晶种”的特定晶面进行生长，并形成预期的形貌；最后，在高温条件下，控制反应条件和底物的量，将部分银粒子置换为金粒子，获得预期的银金合金纳米球壳。

本发明的技术方案如下：

(1)按每毫升pH 5～7的盐酸溶液中加入0.91～1.13mg醋酸伐普肽的比例，配制成浓度为0.8～1.0mM的醋酸伐普肽溶液；

(2)将上述醋酸伐普肽溶液置于65～67℃金属浴中进行20～24min热处理；

(3)按照醋酸伐普肽:硝酸银溶液的摩尔比为1:3～9的比例，向步骤(2)热处理后的醋酸伐普肽溶液中加入硝酸银溶液(AgNO₃)，混合均匀，将其放入水浴恒温振荡器中，122～126rpm，24℃孵育24～26h；

(4)按硝酸银(AgNO₃):硼氢化钠(NaBH₄)的摩尔比为1:1～2的比例，向步骤(3)孵育好的溶液中加入还原剂硼氢化钠，滴速控制在3滴/分钟，每滴30μL，控制反应温度在24℃，反应时间为16～18min，直至溶液从透明缓慢变为灰黑色为止；

(5)将步骤(4)获得的溶液置于100℃沸水浴10min后，按三氯化金溶液(AuCl₃):硝酸银溶液(AgNO₃)摩尔比为1:25～45的比例，向上述溶液中加入三氯化金溶液，100℃沸水浴2～4min，直至溶液颜色变为蓝灰色为止，从而制得了以醋酸伐普肽为模板，粒径为90～110nm，且形貌规则、分散性良好的银金合金纳米球壳。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、制备过程简单、反应条件温和、绿色环保。

2、采用醋酸伐普肽为模板，其分子式为D-Phe-Cys-Tyr-D-Trp-Lys-Val-Cys-Trp-NH₂(Cys2-Cys7)，分子量小，结构简单，易于通过分析和模拟对其进行预期的设计。

3、在酸性条件下，醋酸伐普肽表面会带有大量的正电荷，金属离子在静电力和特异性基团的作用下，会不断附着到模板表面，从而增大了金属载量，利于纳米材料性能更好地发挥。

4、制备的银金合金的粒径均一、分散性好。

5、醋酸伐普肽属于生长抑素类药物，本身具有很高的生物相容性，以其为模板制得的纳米材料可以用于生物医学领域。

附图说明

图1为本发明实施例1获得的醋酸伐普肽-银金合金纳米球壳的TEM图。

图2为本发明实施例2获得的醋酸伐普肽-银金合金纳米球壳的TEM图。

图3为本发明实施例3获得的醋酸伐普肽-银金合金纳米球壳的TEM图。

图4为本发明实施例3获得的醋酸伐普肽-银金合金纳米球壳的EDS图。

图5为本发明实施例3获得的醋酸伐普肽-银金合金纳米球壳的时间-温度曲线图。

具体实施方式

实施例1

取0.91mg的醋酸伐普肽(武汉东康源科技有限公司),溶于1mL pH 5.0的盐酸溶液中，制得浓度为0.8mM的醋酸伐普肽溶液，将该醋酸伐普肽溶液置于65℃金属浴20min；将500μL金属浴后的醋酸伐普肽溶液与500μL 3.0mM硝酸银溶液(天津市化学试剂厂)混合后放入水浴恒温振荡器中，控制转速为122rpm，温度为24℃条件下孵育24h；逐滴加入60mM硼氢化钠(北京中胜华腾科技有限公司生产)30μL进行还原，滴速为3滴/分钟，30μL/滴，温度为24℃，反应16min，直至溶液从透明缓慢变为灰黑色为止；最后将上述制得的溶液置100℃沸水浴10min后，加入0.3mM三氯化金溶液200μL，继续沸水浴2min，使其从灰黑色缓慢变成蓝灰色，即获得醋酸伐普肽-银金合金纳米球壳。

应用透射电子显微镜对银金合金纳米球壳进行形貌表征，如图1所示，银金合金纳米球壳的粒径为90nm左右，形貌规则，轮廓清晰，金属与模板结合良好。

实施例2

取1.02mg的醋酸伐普肽(武汉东康源科技有限公司),溶于1mL pH 6.0的盐酸溶液中，制得浓度为0.9mM的醋酸伐普肽溶液，将该醋酸伐普肽溶液置于66℃金属浴22min；将500μL金属浴后的醋酸伐普肽溶液与500μL 6.0mM硝酸银溶液(天津市化学试剂厂)混合后放入水浴恒温振荡器中，控制转速为124rpm，温度为24℃条件下孵育25h；逐滴加入80mM硼氢化钠(北京中胜华腾科技有限公司生产)60μL进行还原，滴速为3滴/分钟，30μL/滴，温度为24℃，反应17min，直至溶液从透明缓慢变为灰黑色为止；最后将上述制得的溶液置100℃沸水浴10min后，加入0.4mM三氯化金溶液200μL，继续沸水浴3min，使其从灰黑色缓慢变成蓝灰色，即获得醋酸伐普肽-银金合金纳米球壳。

应用透射电子显微镜对银金合金纳米球壳进行形貌表征，如图2所示，银金合金纳米球壳的粒径为100nm左右，形貌规则，轮廓清晰，金属与模板结合良好。

实施例3

取1.13mg的醋酸伐普肽(武汉东康源科技有限公司),溶于1mL pH 7.0的盐酸溶液中，制得浓度为1.0mM的醋酸伐普肽溶液，将该醋酸伐普肽溶液置于67℃金属浴24min；将500μL金属浴后的醋酸伐普肽溶液与500μL 9.0mM硝酸银溶液(天津市化学试剂厂)混合后放入水浴恒温振荡器中，控制转速为126rpm，温度为24℃条件下孵育26h；逐滴加入100mM硼氢化钠(北京中胜华腾科技有限公司生产)90μL进行还原，滴速为3滴/分钟，30μL/滴，温度为24℃，反应18min，直至溶液从透明缓慢变为灰黑色为止；最后将上述制得的溶液置100℃沸水浴10min后，加入0.5mM三氯化金溶液200μL，继续沸水浴4min，使其从灰黑色缓慢变成蓝灰色，即获得醋酸伐普肽-银金合金纳米球壳。

应用透射电子显微镜对银金合金纳米球壳进行形貌表征，如图3所示，银金合金纳米球壳的粒径为110nm左右，形貌规则，轮廓清晰，金属与模板结合良好。

应用能谱仪对银金合金纳米球壳进行表征，如图4所示，能谱中出现C、N、Ag、Au、Cu、Al元素对应的峰，其中，Cu、C元素来自于碳膜覆盖的铜网，此外，醋酸伐普肽模板中也含有C元素和N元素；Al元素来自于透射电子显微镜的金属样品杆；Ag元素是由结合在醋酸伐普肽模板表面的银粒子产生的；Au元素则是由氯金酸置换银粒子后产生的，说明醋酸伐普肽与银、金纳米粒子结合良好，且纯度很高，没有杂质。醋酸伐普肽作为空间限域的模板，在纳米粒子的排布上发挥很好的作用，进而能够使银金合金球壳的性能可以更加有效地发挥，因此醋酸伐普肽是制备纳米银金材料良好的模板剂。

使用808nm激光发射器对银金合金纳米球壳溶液进行照射，对其温度进行监测与记录，并绘制了时间-温度曲线，如图5所示，10min后，银金合金纳米球壳(Vap-Ag@AuNSs)溶液的温度最高可升至51℃。该结果表明，银金合金纳米球壳的特殊结构赋予了其优异的光热转换性能，并且使其能够应用于肿瘤的热疗领域。