专利名称：一种葡萄糖响应性金纳米粒子及其制备方法和应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种葡萄糖响应性金纳米粒子及其制备方法和应用，属于化学及材料科学领域。
背景技术：
血液和尿液中葡萄糖的浓度是糖尿病重要的临床诊断指标。根据世界卫生组织(WHO)的资料，2004年全世界有超过I. 5亿人受到糖尿病的困扰，而到2030年，这一数字将上升到3. 66亿。经过多年的研究，已经发展出多种葡萄糖检测方法。由于现有方法大都基于氧化还原反应实现，因此体液中可能存在的还原性物质(如尿液中的抗坏血酸等)极有可能对检测结果产生干扰。因而，发展新的葡萄糖快速检测方法对于糖尿病的治疗监测依然有着十分重要的意义。近年来，纳米技术的飞速发展为生命体系中化学、生物信息的原位、实时、动态和闻灵敏获取提供了新的途径。若在纳米材料表面接上特定的受:体，介质中的目标物质与受体作用后会引起纳米材料表面状态发生改变，并导致材料发生易检测的信号变化(如光谱、电化学、分散性等)，即可实现对目标物质产生识别和传感。其中，金纳米粒子因其独特的光学性质得到了广泛的研究和应用。作为一类具有表面等离子体共振(SPR)效应的金属纳米粒子，金纳米粒子溶液的颜色会随着粒子分散和聚集的程度发生明显变化。金纳米粒子的以上特性，为开发具有高灵敏、高选择性、快速等特点的可视化检测技术提供了良好的平台。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术而提供一种葡萄糖响应性金纳米粒子及其制备方法，实现了对水溶液中葡萄糖分子的半定量检测。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是葡萄糖响应性金纳米粒子，其特征在于包括有由下述反应步骤得到的产物
1)异丙基丙烯酰胺-丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸共聚物的制备
将异丙基丙烯酰胺，丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸，二硫代苯甲酸苄酯和引发剂偶氮二异丁腈按摩尔比190 170:30 10:2:1加入到schlenk管中，加入体积比为3:1 5:1的1，4- 二氧六环/甲醇溶剂进行溶解，采用冷冻解冻泵循环法脱气至少3次，在60 80°C油浴下反应15 25小时,加入氯仿终止聚合反应,产物用大量的正己烧沉淀,将沉淀溶于氯仿，再用正己烷沉淀，重复3 4次，将产物真空干燥过夜，得到浅橙色粉末，室温放置备用；
2)异丙基丙烯酰胺-丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸共聚物包裹的金纳米粒子的制备
首先称取5 20 mg步骤I)所得的异丙基丙烯酰胺-丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸共聚物粉末，溶于O. 5 2 mL甲醇，加入10 30 μ L的质量体积浓度为5 10 mg/mL的硼氢化钠的甲醇溶液,再将其加入到5 20 mL的30nmol/L柠檬酸钠包裹的金纳米粒子溶液中，I 5°C反应36 60小时，将所得产物用Amicon超滤管纯化，O. I M pH 9. O碳酸钠缓冲液洗涤3次，最后溶于CBS，4°C放置备用，即得到葡萄糖响应性金纳米粒子溶液。按上述方案，所述的柠檬酸钠包裹的金纳米粒子的制备方法是
将I g氯金酸粉末溶于100 mL超纯水中，得到1%的氯金酸储液，将I HiL氯金酸储液加入到100 mL超纯水中，搅拌并加热至沸，迅速加入I mL的I mol/L柠檬酸三钠溶液，溶液在数分钟后变红，继续加热搅拌15分钟，冷却至室温，4°C放置备用，得到柠檬酸钠包裹的金纳米粒子溶液。按上述方案，所述的异丙基丙烯酰胺-丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸共聚物具有下述式(I)的结构通式
权利要求
1.葡萄糖响应性金纳米粒子，其特征在于包括有由下述反应步骤得到的产物 1)异丙基丙烯酰胺-丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸共聚物的制备 将异丙基丙烯酰胺，丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸，二硫代苯甲酸苄酯和引发剂偶氮二异丁腈按摩尔比190 170:30 10:2:1加入到schlenk管中，加入体积比为3:1 5:1的1，4- 二氧六环/甲醇溶剂进行溶解，采用冷冻解冻泵循环法脱气至少3次，在60 80°C油浴下反应15 25小时,加入氯仿终止聚合反应,产物用大量的正己烧沉淀,将沉淀溶于氯仿，再用正己烷沉淀，重复3 4次，将产物真空干燥过夜，得到浅橙色粉末，室温放置备用； 2)异丙基丙烯酰胺_丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸共聚物包裹的金纳米粒子的制备 首先称取5 20 mg步骤I)所得的异丙基丙烯酰胺-丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸共聚物粉末，溶于0. 5 2 mL甲醇，加入10 30 UL的质量体积浓度为5 10 mg/mL的硼氢化钠的甲醇溶液,再将其加入到5 20 mL的30nmol/L柠檬酸钠包裹的金纳米粒子溶液中，I 5°C反应36 60小时，将所得产物用Amicon超滤管纯化，0. I M pH 9. 0碳酸钠缓冲液洗涤3次，最后溶于CBS，4°C放置备用，即得到葡萄糖响应性金纳米粒子溶液。
2.按权利要求I所述的葡萄糖响应性金纳米粒子，其特征在于所述的柠檬酸钠包裹的金纳米粒子的制备方法是 将I g氯金酸粉末溶于100 mL超纯水中，得到1%的氯金酸储液，将I mL氯金酸储液加入到100 mL超纯水中，搅拌并加热至沸，迅速加入I mL的I mol/L柠檬酸三钠溶液，溶液在数分钟后变红，继续加热搅拌15分钟，冷却至室温，4°C放置备用，得到柠檬酸钠包裹的金纳米粒子溶液。
3.按权利要求I所述的葡萄糖响应性金纳米粒子，其特征在于所述的异丙基丙烯酰胺_丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸共聚物具有下述式(I)的结构通式
4.按权利要求3所述的葡萄糖响应性金纳米粒子，其特征在于所述的异丙基丙烯酰胺_丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸共聚物中X为4，y为22，其分子量为3500。
5.权利要求I所述的葡萄糖响应性金纳米粒子的制备方法，其特征在于包括有以下步骤 1)异丙基丙烯酰胺-丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸共聚物的制备 将异丙基丙烯酰胺，丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸，二硫代苯甲酸苄酯和引发剂偶氮二异丁腈按摩尔比190 170:30 10:2:1加入到schlenk管中，加入体积比为3:1 5:1的,1，4- 二氧六环/甲醇溶剂进行溶解，采用冷冻解冻泵循环法脱气至少3次，在60 80°C油浴下反应15 25小时,加入氯仿终止聚合反应,产物用大量的正己烧沉淀,将沉淀溶于氯仿，再用正己烷沉淀，重复3 4次，将产物真空干燥过夜，得到浅橙色粉末，室温放置备用； 2)异丙基丙烯酰胺_丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸共聚物包裹的金纳米粒子的制备 首先称取5 20 mg步骤I)所得的异丙基丙烯酰胺-丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸共聚物粉末，溶于0. 5 2 mL甲醇，加入10 30 UL的质量体积浓度为5 10 mg/mL的硼氢化钠的甲醇溶液,再将其加入到5 20 mL的30nmol/L柠檬酸钠包裹的金纳米粒子溶液中，I 5°C反应36 60小时，将所得产物用Amicon超滤管纯化，0. I M pH 9. 0碳酸钠缓冲液洗涤3次，最后溶于CBS，4°C放置备用，即得到葡萄糖响应性金纳米粒子溶液。
6.按权利要求5所述的葡萄糖响应性金纳米粒子的制备方法，其特征在于所述的柠檬酸钠包裹的金纳米粒子的制备方法是 将I g氯金酸粉末溶于100 mL超纯水中，得到1%的氯金酸储液，将I mL氯金酸储液加入到100 mL超纯水中，搅拌并加热至沸，迅速加入I mL的I mol/L柠檬酸三钠溶液，溶液在数分钟后变红，继续加热搅拌15分钟，冷却至室温，4°C放置备用，得到柠檬酸钠包裹的金纳米粒子溶液。
7.权利要求I所述的葡萄糖响应性金纳米粒子在作为通过肉眼观察以检测葡萄糖的浓度范围的物质的应用。
全文摘要
本发明公开了一种葡萄糖响应性金纳米粒子及其制备方法和应用，该方法采用可逆加成-断裂链转移聚合法制备了异丙基丙烯酰胺-丙烯酰硫脲基氨基苯硼酸共聚物，并将其修饰到金纳米粒子表面，得到了共聚物包裹的金纳米粒子。通过本发明方法获得的金纳米粒子能与溶液中的葡萄糖分子产生响应，通过葡萄糖分子驱动金纳米粒子分散的显色机制，引起高温下金纳米粒子溶液颜色发生变化，从而实现对葡萄糖的可视化识别和检测。本发明方法可广泛用于纳米生物分析领域。
文档编号C08F230/06GK102962471SQ20121045272
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月13日 优先权日2012年11月13日
发明者孙涛垒, 张明曦, 卿光焱 申请人:武汉理工大学