本发明属于等离激元手性纳米颗粒技术领域，具体涉及一种增强诱导等离激元圆二色性的方法。
背景技术：
等离激元圆二色性(plasmoniccirculardichroism,pcd)是指在等离激元纳米颗粒的局域表面等离激元共振吸收(localizedsurfaceplasmonresonance，lspr)处产生的一种新型的圆二色信号。目前等离激元圆二色性来源主要有两类；结构等离激元圆二色性和诱导等离激元圆二色性。结构等离激元圆二色性是通过形成等离激元纳米颗粒的手性组装结构来实现。结构pcd通常利用手性模板将纳米颗粒组装成为手性结构并可借助纳米粒子间的强等离激元耦合实现进一步增强。但组装体存在分散稳定性差的问题，易从溶液中沉降出来。诱导等离激元圆二色性(i-pcd)则是通过手性分子和非手性等离激元纳米颗粒之间的激子-等离激元库伦相互作用来实现手性传递和pcd增强。通常是将手性分子与金属纳米粒子形成杂化结构，在金属表面局域等离激元共振峰处诱导出pcd信号。一般而言，这种相互作用较弱，因而得到的i-pcd响应都较弱。例如，将谷胱甘肽分子吸附在45纳米边长的银纳米立方体表面，得到的最大的i-pcd值小于2mdeg(digregorio,m.c.,etal.,chiropticalstudyofplasmon-moleculeinteraction:thecaseofinteractionofglutathionewithsilvernanocubes.j.phy.chem.c2015,119(30):17111-17116.)。同样，将手性多肽分子吸附在同样尺寸的银纳米立方体表面，在多极等离激元共振峰处诱导出的i-pcd值也小于5mdeg(levi-belenkova,t.,etal.,orientation-sensitivepeptide-inducedplasmoniccirculardichroisminsilvernanocubes.j.phy.chem.c2016，120(23):12751-12756.)。bao等将手性分子cys吸附在金核银壳纳米长方体上，尽管在银的带间跃迁区域(小于300纳米)测到了15mdeg左右的cd值，但未测到i-pcd信号(bao,z.y.,etal.,interbandabsorptionenhancedopticalactivityindiscreteau@agcore-shellnanocuboids:probingextendedhelicalconformationofchemisorbedcysteinemolecules.angew.chem.int.ed.2017,56(5):1283-1288.)。因此,到目前为止，有效放大i-pcd的方法还是很缺乏的。
理论模拟表明，利用局域电磁场增强效应可增强诱导pcd。如将手性分子置于纳米颗粒聚集体形成的“热结”中来实现诱导pcd的放大。但纳米颗粒聚集体的结构通常较难控制，导致pcd信号波动较大，重复性较差。离散纳米颗粒通过构建“i-pcd热结”进行电磁场放大是实现诱导pcd增强更为理想的方式。但如何构建“i-pcd热结”还缺乏行之有效的方法。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，所述方法利用界面调控构筑“i-pcd热结”的方法来增强离散等离激元纳米颗粒i-pcd，显著放大了了诱导的pcd信号。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，所述方法为：在核壳复合金属纳米颗粒的合成过程中，加入手性含巯基化合物和非手性含巯基化合物。
作为本发明优选的技术方案，所述核壳复合金属纳米颗粒的核层为金，壳层为金或金银合金。
作为本发明优选的技术方案，所述手性含巯基化合物为半胱氨酸。
优选地，所述非手性含巯基化合物同时含有芳香基团和巯基。
优选地，所述非手性含巯基化合物包括4-对氨基苯硫酚。
在本发明中，所述方法不需形成聚集体纳米结构实现pcd信号增强，在离散的等离激元纳米结构的再生长过程中通过含巯基官能团的小分子的协同作用，就可得到增强的等离激元pcd信号。所述方法操作步骤简单，制得的金核金壳、金核金银合金壳纳米结构均一分散；而且本发明的方法重复性高，反应条件温和，并且所用试剂廉价无毒。
本发明中“i-pcd热结”指手性分子与非手性分子在纳米颗粒的壳层内部的协同作用导致的局部电磁场增强。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将金纳米棒颗粒、表面活性剂、手性含巯基化合物以及非手性含巯基化合物的混合溶液进行孵化；
(2)在步骤(1)孵化后的混合溶液中加入银源和金源以及还原剂，金或金和银在金纳米棒颗粒表面再生长。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述手性含巯基化合物的浓度为15～50μm，如15μm、20μm、23μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm或50μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为10～30μm，进一步优选为25μm。
优选地，所述步骤(1)所述非手性含巯基化合物的浓度为5～40μm，如5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm或40μm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为10～30μm，进一步优选为20μm。
在本发明中，所述的非手性含巯基化合物4-对氨基苯硫酚的浓度会影响pcd信号的增强效果。固定半胱氨酸的浓度在25μm时，当4-对氨基苯硫酚的浓度在5～30μm时，pcd信号会随着4-对氨基苯硫酚的浓度增加而增加；当4-对氨基苯硫酚的浓度大于30μm时，pcd信号会随着4-对氨基苯硫酚的浓度增加而下降。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述金纳米棒颗粒为十六烷基三甲基溴化铵稳定的金纳米棒。
优选地，步骤(1)所述金纳米棒颗粒原子的浓度为0.02～0.4mm，如0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm、0.12mm、0.15mm、0.20mm、0.25mm、0.30mm、0.35mm或0.40mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为0.06～0.2mm，进一步优选为0.1mm。
优选地，所述金纳米棒的长径比为(1.4～5):1，如1.4:1、1.7:1、1.9:1、2.1:1、2.4:1、2.7:1、3.1:1、3.2:1、3.7:1、3.9:1、4.1:1、4.5:1或5:1等，优选为3.07:1。
优选地，所述表面活性剂包括十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵或十六烷基氯化吡啶中的任意一种，优选为十六烷基三甲基溴化铵。
优选地，所述表面活性剂的浓度为2～20mm，如2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或20mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为5～12mm，进一步优选为10mm。
作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述孵化的温度为20～40℃，如20℃、22℃、25℃、28℃、30℃、32℃、35℃、38℃或40℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为30℃。
优选地，步骤(1)所述孵化的时间为45～75min，如45min、50min、55min、60min、65min、70min或75min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为60min。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述金源为氯金酸。
优选地，步骤(2)所述金源与金纳米颗粒原子的摩尔比为(0.3-2):1，如0.3:1、0.4:1、0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1.0:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1或2.0:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为(0.5～1.5):1，进一步优选为1:1。
在本发明中，所述氯金酸与金纳米颗粒原子摩尔比越大，金壳厚度越大。
优选地，步骤(2)所述银源为硝酸银。
优选地，步骤(2)所述银源与金纳米颗粒原子的摩尔比为(0.1～10):1，不包括10:1。
优选地，所述还原剂为抗坏血酸。
优选地，所述还原剂与金源的摩尔比为(1.5～10):1，如1.5:1、1.6:1、1.8:1、2.0:1、3.0:1、4.0:1、5.0:1、6.0:1、7.0:1、8.0:1、9.0:1或10.0:1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为(1.6～5):1，进一步优选为1.6:1。
在本发明中，所述还原剂与氯金酸的摩尔比越大，反应速度越快，在(1.8～10):1时，对氯金酸的还原程度几乎相同。
当金银摩尔比大于2:1时，银的作用为促进金在金纳米颗粒表面的沉积，此时根据氯金酸的物质的量，加入其物质的量的1.6倍的还原剂，可以得到金核金壳纳米颗粒。当金银摩尔比大于零小于10，根据金和银总的物质的量加入适量的还原剂可以制备得到金核金银合金壳纳米颗粒。
作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述再生长的温度为60～80℃，如60℃、62℃、65℃、68℃、70℃、72℃、75℃、78℃或80℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为70℃。
优选地，步骤(2)所述再生长的时间为45～75min，如45min、50min、55min、60min、65min、70min或75min等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用，优选为60min。
作为本发明优选的技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)将长径比为(1.4～5):1金纳米棒颗粒、表面活性剂、半胱氨酸以及4-氨基苯硫酚的混合溶液在20～40℃下进行孵化45～75min，其中金纳米棒颗粒的浓度为0.1mm，表面活性剂的浓度为10mm，半胱氨酸的浓度为25μm，4-氨基苯硫酚的浓度为5～40μm；
(2)在步骤(1)孵化后的混合溶液中加入硝酸银和氯金酸以及抗坏血酸，在60～80℃下金或金和银在金纳米棒颗粒表面再生长45～75min，其中硝酸银的浓度为10μm，氯金酸的浓度为0.1mm，抗坏血酸的浓度为0.16mm。
本发明中，除非特别说明，浓度单位m指mol/l，mm指mmol/l，μm指μmol/l。
与现有技术方案相比，本发明至少具有以下有益效果：
本发明提供一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，所述方法利用配体-金属界面强相互作用(如形成共价键)产生的界面应力调控吸附于金属表面的手性配体感受的电磁场，形成有效的“i-pcd热结”来实现i-pcd的放大，得到的i-pcd信号强度可高达-208mdeg(g549nm＝-208)，相应的g553nm达到-0.01。
附图说明
图1a为实施例4制备的金核金壳纳米颗粒随着cys浓度变化的消光谱规律图；
图1b为实施例4制备的金核金壳纳米颗粒的圆二色信号随着cys浓度变化的规律图；
图1c为实施例4制备的金核金壳纳米颗粒的拉曼信号随着cys浓度变化的规律图；
图1d为实施例4制备的金核金壳纳米颗粒的拉曼与cd峰值的随cys浓度的变化规律图；
图2a为实施例4非手性分子4-atp不同浓度制备的金核金壳纳米颗粒的pcd信号变化的圆二色光谱图；
图2b为实施例4制备的金核金壳纳米颗粒cd峰值的随4-atp浓度的变化规律图；
图3a为实施例5手性分子cys和非手性分子4-atp的不同孵化方式制备的金核金壳纳米颗粒的圆二色光谱图；
图3b为实施例5手性分子cys和非手性分子4-atp的不同孵化方式制备的金核金壳纳米颗粒的消光谱图；
图3c为实施例5手性分子cys和非手性分子4-atp的不同孵化方式制备的金核金壳纳米颗粒的拉曼光谱图；
图3d为实施例5手性分子cys和非手性分子4-atp的不同孵化方式制备的金核金壳纳米颗粒的tem图；
图3e为实施例5手性分子cys和非手性分子4-atp的不同孵化方式制备的金核金壳纳米颗粒的sem图。其中，s1为cys孵化60min；s2为cys与4-atp共同孵化60min；s3为cys孵化30min后再加4-atp继续孵化直至60min；s4为4-atp孵化30min后加入cys孵化直到60min；s5为4-atp孵化60min；
图4a为实施例6调控金银合金壳的比制备例得到的金核金银合金壳纳米颗粒的圆二色光谱图；
图4b为实施例6调控金银合金壳的比例制备得到的金核金银合金壳纳米颗粒的消光谱；
图4c为实施例6调控金银合金壳的比例制备得到的金核金银合金壳纳米颗粒的拉曼图；
图4d为实施例6调控金银合金壳的比例制备得到的金核金银合金壳纳米颗粒的拉曼光谱与cd峰值随金银合金壳中银的含量的变化图；
图4e为实施例6调控金银合金壳的比例制备得到的金核金银合金壳纳米颗粒的tem图。
下面对本发明进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。
具体实施方式
为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，本发明的典型但非限制性的实施例如下：
实施例1
本实施例提供一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将长径比为1.4:1金纳米棒颗粒、表面活性剂、半胱氨酸以及4-氨基苯硫酚的混合溶液在20℃下进行孵化75min，其中金纳米棒颗粒的浓度为0.02mm，表面活性剂的浓度为2mm，半胱氨酸的浓度为15μm，4-氨基苯硫酚的浓度为5μm；
(2)在步骤(1)孵化后的混合溶液中加入硝酸银和/或氯金酸以及抗坏血酸，在60℃下银和/或金在在金纳米棒颗粒表面再生长75min，其中硝酸银的浓度为10μm，氯金酸的浓度为0.04mm，抗坏血酸的浓度为0.06mm。
实施例2
本实施例提供一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将长径比为5:1金纳米棒颗粒、表面活性剂、半胱氨酸以及4-氨基苯硫酚的混合溶液在40℃下进行孵化45min，其中金纳米棒颗粒的浓度为0.4mm，表面活性剂的浓度为20mm，半胱氨酸的浓度为50μm，4-氨基苯硫酚的浓度为40μm；
(2)在步骤(1)孵化后的混合溶液中加入硝酸银和/或氯金酸以及抗坏血酸，在80℃下银和/或金在在金纳米棒颗粒表面再生长45min，其中硝酸银的浓度为10μm，氯金酸的浓度为0.12mm，抗坏血酸的浓度为0.2mm。
实施例3
本实施例提供一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将长径比为3.07:1金纳米棒颗粒、表面活性剂、半胱氨酸以及4-氨基苯硫酚的混合溶液在30℃下进行孵化60min，其中金纳米棒颗粒的浓度为0.1mm，表面活性剂的浓度为10mm，半胱氨酸的浓度为25μm，4-氨基苯硫酚的浓度为20μm；
(2)在步骤(1)孵化后的混合溶液中加入硝酸银和/或氯金酸以及抗坏血酸，在70℃下银和/或金在在金纳米棒颗粒表面再生长60min，其中硝酸银的浓度为10μm，氯金酸的浓度为0.1mm，抗坏血酸的浓度为0.16mm。
实施例4
本实施例中讨论半胱氨酸和对氨基苯硫酚对“i-pcd热结”的调控；
a.固定4-atp量，改变cys量：
一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将原子浓度为0.1mm的金纳米棒以及浓度为10mm的ctab与水的混合溶液在30℃水浴中孵化30min；
(2)将上述混合溶液加入非手性分子对氨基苯硫酚和不同浓度的手性分子半胱氨酸，混合均匀，在30℃水浴中共同孵化60min。其中，对氨基苯硫酚的浓度为10μm，半胱氨酸的浓度范围为0～40μm；
(3)向上述金纳米棒溶液中加入10μm硝酸银、0.1mm氯金酸以及0.16mm抗坏血酸，混合均匀，在70℃水浴中反应60min。
对本实施例中的金核金壳纳米颗粒溶液进行表征，结果如下：
光谱表征
圆二色光谱结果如图1b所示，固定对氨基苯硫酚的浓度不变，pcd信号会随着半胱氨酸的浓度增加而增加，相对应的消光谱如图1a。而拉曼光谱结果如图1c，当cys<10μm，会先随着cys浓度增加而增加；当cys>10μm以后，拉曼信号会降低。拉曼与cd峰值变化趋势如图1d。
b.固定cys量，改变4-atp量：
一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将浓度为10mm的ctab水溶液中加入最终原子浓度为0.1mm的金纳米棒，将混合溶液放置在30℃水浴中孵化30min；
(2)将上述混合溶液中加入手性分子半胱氨酸和不同浓度的非手性巯基分子对氨基苯硫酚混合均匀，在30℃水浴中共同孵化60min。其中，半胱氨酸的浓度为25μm,对氨基苯硫酚的浓度范围为5-40μm；
(3)向上述金纳米棒溶液中加入10μm硝酸银、0.1mm氯金酸以及0.16mm抗坏血酸，混合均匀，在70℃水浴中反应60min。
对本实施例中的金核金壳纳米颗粒溶液进行表征，结果如下：
圆二色光谱表征
结果如图2所示，金核长金纳米颗粒在生长之前同时吸附手性分子半胱氨酸以及非手性分子对氨基苯硫酚，pcd信号会随着对氨基苯硫酚的浓度增加而增强，当对氨基苯硫酚的浓度为30μm时，pcd信号达到最大，再加大对氨基苯硫酚的浓度，pcd信号将会下降。
实施例5
本实施例讨论孵化方式对“i-pcd热结”的调控：
一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将浓度为10mm的ctab水溶液中加入最终原子浓度为0.1mm的金纳米棒，将混合溶液放置在30℃水浴中孵化30min；
(2)将上述金纳米棒颗粒的混合液分成五份，分别加入巯基分子cys在30℃水浴中孵化60min(s1)、加入含巯基官能团的手性分子cys和含巯基官能团的非手性分子4-atp在30℃水浴中孵化60min(s2)、加入含巯基官能团的手性分子cys在30℃水浴中孵化30min再加含巯基官能团的非手性分子4-atp在30℃水浴中共同孵化30min(s3)、加入含巯基官能团的非手性分子4-atp在30℃水浴中孵化30min再加含巯基官能团的手性分子cys在30℃水浴中共同孵化30min(s4)、加含巯基官能团的非手性分子4-atp在30℃水浴中共同孵化60min(s5)；
其中，在上述混合液中，cys浓度为25μm，4-atp浓度为20μm；
(3)向上述金纳米棒溶液中加入10μm硝酸银、0.1mm氯金酸以及0.16mm抗坏血酸，搅拌均匀，在70℃水浴中反应60min。
结果如图3a-e所示。圆二色消光光谱测试结果(图3a)表明孵化方式对“i-pcd热结”的形成有显著影响。只有在手性分子cys与非手性分子4-atp共同孵化的条件下，i-pcd信号才能得到明显的放大。相对应的消光谱图如图3b所示。上述反应液对应的拉曼谱图如图3c所示。将上述反应液分别以9000rmp、8000rmp的速度离心两次进行tem以及sem表征，分别如图3d和图3e。
实施例6
本实施例讨论壳层组成对“热i-pcd结”的调控：
一种增强诱导等离激元圆二色性的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)将浓度为10mm的ctab水溶液加入最终原子浓度为0.1mm的金纳米棒，将混合溶液放置在30℃水浴中孵化30min；
(2)在上述溶液中加入25μm的含巯基官能团的手性分子cys以及20μm的含巯基官能团的非手性分子4-atp，混合均匀，将溶液放置在30℃水浴中孵化60min。
(3)向上述金纳米棒溶液中加入不同浓度的硝酸银(分别为0.1mm、0.075mm、0.05mm、0.025mm、0.01mm)、不同浓度的氯金酸(分别为0.01mm、0.025mm、0.05mm、0.075mm、0.09mm)以及不同浓度的抗坏血酸(分别为1mm、0.16mm、0.16mm、0.16mm、0.16mm)混合均匀，在70℃水浴中反应60min。银金离子还原反应按计量比需要的aa为0.05，0.075，0.1，0.125,0.14mm。合金中理论ag含量为100％，75％，50％，25％，10％。
对上述溶液进行光谱检测以及tem电镜表征，图4a为圆二色光谱，金核银壳纳米颗粒是没有圆二色信号，随着金核金银壳中银的比例下降，金的比例上升，pcd信号会逐渐增加，在ag:au＝1:3时，pcd信号达到最大，随银金比例继续降低，pcd响应也会随之降低。步骤(3)中对应的消光谱如图4b，上述反应液对应的拉曼谱图如图4c所示，随着金核金银合金壳中银比例的增加，拉曼信号由于场增强效应随之增加。其中，圆二色光谱与拉曼光谱中随着壳层中银含量的增加的相对应的峰值变化如图4d所示。上述样品对应的tem如图4e所示。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细结构特征，但本发明并不局限于上述详细结构特征，即不意味着本发明必须依赖上述详细结构特征才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。