一种简便可控的仿生结构金纳米颗粒的制备方法与流程

本发明涉及一种纳米材料制备方法，更具体的说是涉及一种简便可控的仿生结构金纳米颗粒的制备方法。

背景技术：

金纳米颗粒得益于其纳米级的尺寸，展现出独特的电学、磁学、光学和催化等性质，已广泛应用于表面增强拉曼、化工、催化、生物工程、药物载体等诸多领域。目前，金纳米颗粒的制备方法主要有物理法和化学法。其中，采用物理法制备的金颗粒的纯度高，但颗粒均一性差，且需要借助昂贵的仪器设备；化学法则是借助各种化学反应来制备不同粒径的金颗粒，是目前较为成熟且较为常用的方法，但在制备过程中不可避免地引入还原剂、表面活性剂和分散剂，对最终样品造成一定的污染，严重限制了所得产物在生物、医药等领域的应用。随后，研究者对此进行了改进，公开号为cn103990814b的中国发明专利“一种金纳米颗粒的制备方法”公开了一种采用氢氧化铵和柠檬酸分步共同还原氯金酸制备金纳米颗粒的方法，但该专利公开的制备过程依然使用了王水等强腐蚀性、强刺激性的化学试剂，且中间制备过程耗时长达5～10天。针对上述情况，研究者又开发出了微生物还原法、植物煮液还原法等方法，在一定程度上克服了传统制备方法的不足。

随着纳米技术和生物医学的不断发展，经上述方法制备的表面较为光滑的金纳米颗粒已不能满足实际的使用要求。因此，研究者开发了具有不同形状和尺寸的金纳米材料，如菱形、星状、三角形等。然而，如何合成具有仿生结构的金纳米颗粒，进一步增加其比表面积，提供更多的活性位点，优化和促进其在生物、医药领域的应用，依然是目前研究的热点和难点。因而，本领域仍然需要开发一种简单的环保的仿生结构金纳米颗粒的制备方法。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种简便可控的仿生结构金纳米颗粒的制备方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种简便可控的仿生结构金纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：制作胶黏层，得到具有通孔的胶黏层；

步骤二：将胶黏层固定在基底上；

步骤三：通过胶黏层将aao膜固定在基座上，且胶黏层通孔位置与aa0膜中心点重合；

步骤四：在aao膜上沉积金纳米颗粒；

步骤五：取下带沉积金纳米颗粒的aao膜；

步骤六：将沉积有金纳米颗粒的aao膜置于氢氧化钠水溶液中，得到金纳米颗粒悬浮液；

步骤七：分离悬浊液中的金纳米颗粒得到仿生结构的金纳米颗粒。

作为本发明的进一步改进，

所述步骤一中胶黏层为双面胶。

作为本发明的进一步改进，

所述步骤一为通过打孔器在双面胶进行打孔，得到带有通孔的双面胶。

作为本发明的进一步改进，

所述通孔的孔径为3～5cm。

作为本发明的进一步改进，

所述沉积方式为电子束蒸镀，且蒸镀参数为电流100～200ma、电压为1～4v、样品转速为5～20rpm、沉积时间为5～60min。

作为本发明的进一步改进，

所述沉积时间为10～30min。

作为本发明的进一步改进，

所述步骤二中的基底为硅片、载玻片、盖玻片、不锈钢片、聚甲基丙烯酸甲酯薄膜、聚四氟乙烯薄膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜和/或聚氯乙烯薄膜中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，

所述步骤六中氢氧化钠水的摩尔浓度为0.1～1mol/l。

作为本发明的进一步改进，

所述步骤七为将步骤六得到的金纳米颗粒的悬浮液进行离心-去离子水清洗-离心，得到一定粒径的仿生结构的金纳米颗粒。

作为本发明的进一步改进，

所述步骤五中，已沉积金纳米颗粒的aao膜置于氢氧化钠水溶液的时间为5～10min。

本发明的有益效果，创造性地提出了一种简便可控的仿生结构金纳米颗粒的制备方法。本发明方法制备的金纳米颗粒具有类桑葚结构的仿生结构，与传统的金纳米颗粒相比，具有更大的比表面积，可提供更多的活性位点。而且，本发明的方法在保证较好的金纳米颗粒质量的前提下，在温和的条件下操作进行，不使用任何还原剂、表面活性剂等化学试剂，可避免对金纳米颗粒的化学污染，满足材料化工和生物医用领域的使用要求。总体上讲，本发明的制备方法较为简单，易于操作。

附图说明

图1为本发明制备得到的金纳米颗粒的扫描电镜图。

具体实施方式

下面将结合附图所给出的实施例对本发明做进一步的详述。

实施例1

一种简便可控的仿生结构金纳米颗粒的制备方法，其步骤为：

1)采用打孔器在双面胶上进行打孔，获得具有3mm孔径的双面胶；

2)将步骤1)得到的具有3mm孔径的双面胶固定在硅片上，得到带有3mm孔径的双面胶的硅片；

3)将单通道的孔径为20nm的aao膜固定在步骤2)得到的带有3mm孔径的双面胶的硅片上，得到带有孔径为20nm的aao膜的硅片，其中aao膜的中心点与双面胶上小孔的中心点重合；

4)将步骤3)得到的带有孔径为20nm的aao膜的硅片上沉积5min的金，得到粒径为5nm的金纳米颗粒；

5)用镊子将孔径为20nm的aao膜从步骤4)得到的硅片上取下，得到已沉积粒径为5nm的金纳米颗粒的aao膜；

6)将步骤5)得到的已沉积粒径为5nm的金纳米颗粒的aao膜置于0.5mol/l的氢氧化钠水溶液中10min，得到金纳米颗粒的悬浮液；

7)将步骤5)得到的金纳米颗粒的悬浮液进行离心-去离子水清洗-离心，得到粒径为5nm的具有仿生结构的金纳米颗粒。

实施例2

一种简便可控的仿生结构金纳米颗粒的制备方法，其步骤为：

1)采用打孔器在双面胶上进行打孔，获得具有4mm孔径的双面胶；

2)将步骤1)得到的具有4mm孔径的双面胶固定在盖玻片上，得到带有4mm孔径的双面胶的盖玻片；

3)将双通道的孔径为50nm的aao膜固定在步骤2)得到的带有4mm孔径的双面胶的盖玻片上，得到带有孔径为50nm的aao膜的盖玻片，其中aao膜的中心点与双面胶上小孔的中心点重合；

4)将步骤3)得到的带有孔径为50nm的aao膜的盖玻片上沉积10min的金，得到粒径为20nm的金纳米颗粒；

5)用镊子将孔径为50nm的aao膜从步骤4)得到的盖玻片上取下，得到已沉积粒径为20nm的金纳米颗粒的aao膜；

6)将步骤5)得到的已沉积粒径为20nm的金纳米颗粒的aao膜置于1mol/l的氢氧化钠水溶液中5min，得到金纳米颗粒的悬浮液；

7)将步骤5)得到的金纳米颗粒的悬浮液进行离心-去离子水清洗-离心，得到粒径为20nm的具有仿生结构的金纳米颗粒。

实施例3

一种简便可控的仿生结构金纳米颗粒的制备方法，其步骤为：

1)采用打孔器在双面胶上进行打孔，获得具有5mm孔径的双面胶；

2)将步骤1)得到的具有5mm孔径的双面胶固定在不锈钢片上，得到带有5mm孔径的双面胶的不锈钢片；

3)将单通道的孔径为100nm的aao膜固定在步骤2)得到的带有5mm孔径的双面胶的不锈钢片上，得到带有孔径为100nm的aao膜的不锈钢片，其中aao膜的中心点与双面胶上小孔的中心点重合；

4)将步骤3)得到的带有孔径为100nm的aao膜的不锈钢片上沉积30min的金，得到粒径为50nm的金纳米颗粒；

5)用镊子将孔径为100nm的aao膜从步骤4)得到的不锈钢片上取下，得到已沉积粒径为50nm的金纳米颗粒的aao膜；

6)将步骤5)得到的已沉积粒径为50nm的金纳米颗粒的aao膜置于0.3mol/l的氢氧化钠水溶液中7min，得到金纳米颗粒的悬浮液；

7)将步骤5)得到的金纳米颗粒的悬浮液进行离心-去离子水清洗-离心，得到粒径为50nm的具有仿生结构的金纳米颗粒。

实施例4

一种简便可控的仿生结构金纳米颗粒的制备方法，其步骤为：

1)采用打孔器在双面胶上进行打孔，获得具有3mm孔径的双面胶；

2)将步骤1)得到的具有3mm孔径的双面胶固定在聚甲基丙烯酸甲酯薄膜上，得到带有3mm孔径的双面胶的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜；

3)将双通道的孔径为200nm的aao膜固定在步骤2)得到的带有3mm孔径的双面胶的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜上，得到带有孔径为200nm的aao膜的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜，其中aao膜的中心点与双面胶上小孔的中心点重合；

4)将步骤3)得到的带有孔径为200nm的aao膜的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜上沉积45min的金，得到粒径为80nm的金纳米颗粒；

5)用镊子将孔径为200nm的aao膜从步骤4)得到的聚甲基丙烯酸甲酯薄膜上取下，得到已沉积粒径为80nm的金纳米颗粒的aao膜；

6)将步骤5)得到的已沉积粒径为80nm的金纳米颗粒的aao膜置于0.1mol/l的氢氧化钠水溶液中9min，得到金纳米颗粒的悬浮液；

7)将步骤5)得到的金纳米颗粒的悬浮液进行离心-去离子水清洗-离心，得到粒径为80nm的具有仿生结构的金纳米颗粒。

实施例5

一种简便可控的仿生结构金纳米颗粒的制备方法，其步骤为：

1)采用打孔器在双面胶上进行打孔，获得具有4mm孔径的双面胶；

2)将步骤1)得到的具有4mm孔径的双面胶固定在聚四氟乙烯薄膜上，得到带有4mm孔径的双面胶的聚四氟乙烯薄膜；

3)将双通道的孔径为100nm的aao膜固定在步骤2)得到的带有4mm孔径的双面胶的聚四氟乙烯薄膜上，得到带有孔径为100nm的aao膜的聚四氟乙烯薄膜，其中aao膜的中心点与双面胶上小孔的中心点重合；

4)将步骤3)得到的带有孔径为100nm的aao膜的聚四氟乙烯薄膜上沉积60min的金，得到粒径为100nm的金纳米颗粒；

5)用镊子将孔径为100nm的aao膜从步骤4)得到的聚四氟乙烯薄膜上取下，得到已沉积粒径为100nm的金纳米颗粒的aao膜；

6)将步骤5)得到的已沉积粒径为100nm的金纳米颗粒的aao膜置于0.7mol/l的氢氧化钠水溶液中10min，得到金纳米颗粒的悬浮液；

7)将步骤5)得到的金纳米颗粒的悬浮液进行离心-去离子水清洗-离心，得到粒径为100nm的具有仿生结构的金纳米颗粒。

实施例6

一种简便可控的仿生结构金纳米颗粒的制备方法，其步骤为：

1)采用打孔器在双面胶上进行打孔，获得具有5mm孔径的双面胶；

2)将步骤1)得到的具有5mm孔径的双面胶固定在聚氯乙烯薄膜上，得到带有5mm孔径的双面胶的聚氯乙烯薄膜；

3)将单通道的孔径为200nm的aao膜固定在步骤2)得到的带有5mm孔径的双面胶的聚氯乙烯薄膜上，得到带有孔径为200nm的aao膜的聚氯乙烯薄膜，其中aao膜的中心点与双面胶上小孔的中心点重合；

4)将步骤3)得到的带有孔径为200nm的aao膜的聚氯乙烯薄膜上沉积20min的金，得到粒径为30nm的金纳米颗粒；

5)用镊子将孔径为200nm的aao膜从步骤4)得到的聚氯乙烯薄膜上取下，得到已沉积粒径为30nm的金纳米颗粒的aao膜；

6)将步骤5)得到的已沉积粒径为30nm的金纳米颗粒的aao膜置于0.5mol/l的氢氧化钠水溶液中8min，得到金纳米颗粒的悬浮液；

7)将步骤5)得到的金纳米颗粒的悬浮液进行离心-去离子水清洗-离心，得到粒径为30nm的具有仿生结构的金纳米颗粒。

扫描电镜选用hitachisu8010，测试电压为5～20kv。

具体扫描电镜图像如图1所示。

本发明的有益效果，创造性地提出了一种简便可控的仿生结构金纳米颗粒的制备方法。本发明方法制备的金纳米颗粒具有类桑葚结构的仿生结构，与传统的金纳米颗粒相比，具有更大的比表面积，可提供更多的活性位点。而且，本发明的方法在保证较好的金纳米颗粒质量的前提下，在温和的条件下操作进行，不使用任何还原剂、表面活性剂等化学试剂，可避免对金纳米颗粒的化学污染，满足材料化工和生物医用领域的使用要求。总体上讲，本发明的制备方法较为简单，易于操作。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。