一種制備金屬納米粒子的方法
【專利摘要】本發明提供一種以水溶性金屬氯化物和金屬氫化物為原料一步法制備金屬納米粒子的方法，其中所述的金屬納米粒子在室溫和常規貯存條件下可穩定6個月以上，在中性pH、酸性pH(<7)和堿性pH(>7)的情況下保持膠體和分散性質，并且在低溫(甚至冷凍)、高溫和低壓、高壓的情況下也能保持其穩定性和膠體性質。
【專利說明】
一種制備金屬納米粒子的方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種以水溶性金屬氯化物和金屬氫化物為原料一步法制備金屬納米粒子的方法。具體來講，本發明涉及一種制備金屬納米粒子的方法，其中所述的金屬納米粒子在室溫和常規貯存條件下可穩定6個月以上，在中性pH、酸性pH(〈7)和堿性pH(>7)的情況下保持其膠體和分散性質，并且在低溫(甚至冷凍)、高溫和低壓、高壓的情況下也能保持其穩定性和膠體性質。
[0002]本發明的【背景技術】和現有技術
[0003]納米技術中的最新發展已集中于開發用于合成較小的功能性納米結構/納米粒子的方法，由于這些結構/粒子具有與納米尺寸/結構相關的獨特功能特征，因而賦予其在諸如生物醫學、化學、能源和電子等行業中更好的應用[0.V.Salata，納米生物技術雜志，2004，2，3]。對于這些應用中的大部分，金屬納米粒子是通過在極性和非極性溶劑中還原金屬鹽而合成的[Y.Li，S.Liu，T.Yao，Z.Sun，Z.Jiang，Y.Huang，H.Cheng，Y.Huang，Y.Jiang，Z.Xie，G.Pan，W.Yan，S.Wei，道爾頓匯刊，2012，41 ]。由于非極性溶劑具有在較長時間內保持還原劑活性的優勢，因此在許多應用中優選使用非極性溶劑[N.Zheng，J.Fan，G.D.Stucky，美國化學會會志，2006,128,6550]。Jun等人[B.H.Jun，D.H.Kim，K J Lee，美國專利號US7867316B2，2011]描述了一種生產金屬納米粒子的方法，其中金屬前體溶解于非極性溶劑中，而且包覆分子溶液也在非極性溶劑中制備。所用方法需要在將這些溶液從60°C加熱至120 °C并持續加熱I小時，來合成小于20nm的納米粒子。Lee和Wan [ C.L.Lee和C.C.ffan，美國專利號US6572673B2，2003年]開發了一種制備金屬納米粒子的方法，包括使用反應金屬鹽和具有陰離子基團、硫酸基或磺酸基的還原劑。在這種方法中，在具有表面活性劑的水溶液中，使用NaBH4作為還原劑，來實現金屬納米粒子的粒徑控制合成。Yang等人[Z.Yang，H Wang，Z Xu，美國專利號US7850933B2,2010]描述了一種合成納米粒子的方法，該方法以用水制備的金屬氯化物溶液為原料，并需要在50-140 °C進行加熱。McCormick等人[C.L.McCormick，Andrew B.Lowe ,B.S.Sumer I in，美國專利號 8084558B2,2011]成功制備了巰基功能化的過渡金屬納米粒子，然后用共聚物來實現表面改性。Oh等人[S.G.0h，S.C.Yi，3.511丨11，0.￥.燈111，5.!1.如0即，美國專利號666005881，2003]突出了在溶液中使用表面活性劑來制備銀和含銀合金納米粒子，表面活性劑由于其本身的固有屬性，可被吸收進入不同相之間的兩個界面內。上述方法，要么需要使用有機溶劑來合成金屬納米粒子，要么使用多步工藝來合成金屬納米粒子。
[0004]可以參照雜志，即Salata發表的“納米生物技術雜志，2004，2，3”，其中寫到，納米技術的最新發展集中于開發用于合成較小的功能性納米結構/納米粒子的方法，由于這些結構/粒子具有與納米尺寸/結構相關的獨特功能特征，因而賦予其在諸如生物醫學、化學、能源和電子等行業中更好的應用。
[0005]可以參照雜志，S卩Li等人發表于《道爾頓匯刊》2012年第41卷，頁碼范圍11725-11730的一篇文章，其中金屬納米粒子是通過在極性和非極性溶劑中還原金屬鹽而合成的。
[0006]可以參照Zheng等人發表于《美國化學會會志》2006年第128卷，起始頁碼6550的一篇文章，其中寫到，由于非極性溶劑具有在較長時間內保持還原劑活性的優勢，因此在許多應用中優選使用非極性溶劑。
[0007]可以參照專利號為“US7867316B2”、【公開日】期為2011年、發明人為Jun等人的美國專利，其中描述了一種生產金屬納米粒子的方法，該方法將金屬前體溶解于非極性溶劑中，而且在非極性溶劑中制備包覆分子溶液。所用方法需要將這些溶液從60°C加熱至120°C并持續加熱I小時，來合成小于20nm的納米粒子。
[0008]可以參照專利號為“US6572673B2”、【公開日】期為2003年、發明人為Lee和Wen的美國專利，其中描述了一種制備金屬納米粒子的方法，包括使用反應金屬鹽和具有陰離子基團、硫酸基或磺酸基的還原劑。在這種方法中，在具有表面活性劑的水溶液中使用NaBH4作為還原劑，以實現金屬納米粒子的粒徑控制合成。
[0009]可以參照專利號為“US7850933B2”、【公開日】期為2010年、發明人為Yang等人的美國專利，其中描述了一種合成納米粒子的方法，該方法以用水制備的金屬氯化物溶液為原料，并需要在50-140 °C進行加熱。
[0010]可以參照專利號為“8084558B2”、【公開日】期為2011年、發明人為McCormick等人的美國專利，其中制備了巰基功能化的過渡金屬納米粒子，然后用共聚物實現表面改性的目的。
[0011]可以參照專利號為“6660058B1”、【公開日】期為2003年、發明人為Oh等人的美國專利，其中描述了在溶液中使用表面活性劑來制備銀和含銀合金納米粒子，表面活性劑由于其本身的固有屬性，可被吸收進入不同相之間的兩個界面內。
[0012]由于應用化學還原試劑進行了金屬前體的可控性還原，在使用非極性溶劑的方法中，可以得到高度單分散性納米粒子。這就使得在大多數用于合成金屬納米粒子的方法中，最好是選擇非極性溶劑。盡管這些納米粒子的合成方法具有若干優點，但它們都需要多個反應步驟來控制納米粒子的粒徑并達到較高的穩定性。其次，考慮到成本效益和對環境的不良影響，大多數非極性溶劑的使用是不可取的。
[0013]因此，期望開發一種快速且性價比高的在極性溶劑中合成金屬納米粒子的方法。然而，具體描述還原化學試劑在這些溶劑中的作用的報告和方法并不多，其中這些還原劑在水中的強還原力可以用來還原金屬鹽。因此，迫切需要開發在室溫下合成金屬納米粒子的方法。
[0014]發明目的
[0015]本發明的主要目的是提供一種以水溶性金屬氯化物和金屬氫化物為原料一步法制備金屬納米粒子的方法。
[0016]本發明的另一個目的是提供在極性溶劑中使用諸如LiBH4的化學還原試劑進行高度分散性金屬粒子的快速合成。
[0017]本發明的又一個目的是開發以水溶性金屬氯化物和金屬氫化物為原料來制備各種粒徑的金屬納米粒子(2、5、20和30nm)的方法。
[0018]本發明的又一個目的是開發一種方法，其中，所合成出來的金屬納米粒子在性質上將會是高度的膠體性和分散性，并且在常溫下具有較長時間的穩定性。
[0019]本發明的又一個目的是開發一種方法，來測試這些金屬納米粒子在不同的物理、化學和生物環境下的穩定性，這些納米粒子能夠在3-12范圍內的不同pH值條件下保持膠體性和分散性。
[0020]本發明的又一個目的是開發一種金屬納米粒子的制備方法，這種納米粒子在高溫下(測試溫度為室溫[25-35°C]和約120°C)以及高壓下(大氣壓和151bs)應當保持其膠體性質。
[0021]本發明的又一個目的是提供一種合成超小粒徑(約2nm)納米粒子的方法，該納米粒子可提供較大的比表面積，從而實現不同的用途。
[0022]本發明的又一個目的是提供一種簡單的一步法合成金屬粒子的方法，該方法克服了其它冗長和繁瑣工藝的復雜性。
【附圖說明】
[0023]圖1為常溫下[25°(:]含有不同摩爾濃度1^8!14(0.02111]\1、0.04111]\1、0.08111]\1、0.17111]\1、0.33mM、0.66mM、1.32mM、2.64mM、5.28mM、8mM和 10.56mM)的AuCl3水溶液中的金納米粒子膠體懸浮液的光學圖像的透視圖。在本發明中，可通過改變還原劑的濃度控制所述粒徑。從圖1中所示的膠體懸浮液的色彩漸變可以明顯看出這一點。
[0024]圖2 為常溫下[25°C ]在含有不同摩爾濃度 LiBH4(0.08mM、0.17mM、0.33mM、0.66mM、1.32mM、2.64mM、5.28mM、8mM)的AuCl3水溶液中合成的金納米粒子膠體懸浮液的紫外可見光譜的透視圖。
[0025]圖3為常溫下[25°C]在含有2.64mM濃度的LiBH4的AuCl3水溶液中合成的超小粒徑(約2nm)金納米粒子的動態光散射(DLS)圖和透射電鏡(TEM)圖的透視圖。
[0026]圖4為金納米粒子膠體懸浮液的光學圖像的透視圖，其中，該金納米粒子膠體懸浮液在常溫下[25°C]，利用溶于AuCl3水溶液中的2.64mM濃度的LiBH4合成并處于不同pH值緩沖液[膠體溶液的PH值為3、5、7、9、1和10.6 ]。該膠體溶液pH值的變化是這樣完成的:檸檬酸鹽緩沖液用于將pH值從3改變到5，磷酸鹽緩沖液用于將pH值從5改變到8，而NaOH-HCl緩沖液用于將pH值從9改變到10.6。
[0027]圖5為在含有2.64mM濃度的LiBH4的RuCl3溶液中合成的超小粒徑(約2nm)釕粒子的TEM圖像的透視圖。
[0028]圖6為利用L-賴氨酸、FITC、FITC和賴氨酸對AuNP進行功能化的透視圖。(I)-賴氨酸熒光(Ex/Em-355/?435)，(a)賴氨酸，(b)LBH-AuNP-賴氨酸(AL)以及(c)LBH-AuNP-FITC-賴氨酸(AFL)。(II)-FITC熒光(Ex/Em-488/520)，(a)FITC，(b)AuNP-FITC以及(c)AuNP-FITC-賴氨酸和顯示b&c的放大光譜圖的插圖。(Ill)-(a) LBH-AuNP的紫外可見光譜(b) LBH-AuNP-FITC(AF)的紫外可見光譜，(C)LBH-AuNP-賴氨酸(AL)的紫外可見光譜，(d)LBH-AuNP-FITC-賴氨酸(AFL)的紫外可見光譜和顯示相應的膠體著色溶液圖像的插圖。(IV)相應功能化的TEM圖像，(a)的比例尺為50nm，(b)、(c)和⑷的比例尺為20nmo
[0029]圖7為功能化檸檬酸鹽AuNP的光學圖像的透視圖。(a)AuNP，(b)AuNP-FITC，(c)AuNP-賴氨酸(沉淀后)，(d)AuNP-賴氨酸-FITC(沉淀后)。
【發明內容】
[0030]因此，本發明提供了一種制備金屬納米粒子的方法，包括以下步驟:
[0031]a)制備金屬鹽的水溶液；
[0032]b)制備還原劑溶液；
[0033]c)將在步驟(b)中獲得的還原劑溶液與在步驟(a)中得到的所述溶液在25-35°C下攪拌1-15分鐘，從而獲得金屬納米粒子。
[0034]在本發明的一個實施例中，所用金屬鹽選自由下列各物質組成的組:AuCl3、AgCl、HAuCl4、RuCl3、H2PtCl6、PdCl2、CuCl2 和 PtCl4。
[0035]在本發明的又一個實施例中，還原劑溶液用水或步驟(a)得到的金屬鹽溶液制備。
[0036]在本發明的又一個實施例中，由步驟(a)得到的金屬鹽溶液制備的所述還原劑溶液直接按照步驟(C)攪拌5-15分鐘，從而獲得金屬納米粒子。
[0037]在本發明的又一個實施例中，用于制備水溶液的所述還原劑為LiBH4。
[0038]在本發明的又一個實施例中，用于制備步驟(a)中得到的金屬鹽溶液的所述還原劑選自由下列各物質組成的組:LiBH4、NaBH4、檸檬酸鹽、肼、MBA、硼酸胺和亞磷酸。
[0039]在本發明的又一個實施例中，由步驟(a)得到的金屬鹽溶液制備的所述還原劑溶液直接按照步驟(C)攪拌1-15分鐘，從而獲得金屬納米粒子。
[0040]在本發明的又一個實施例中，所述納米粒子在pH值為3-12的范圍內是穩定的。
[0041]在本發明的又一個實施例中，所述納米粒子4_130°C范圍內的溫度下和大氣壓至151bs范圍內的壓力下表現出穩定的膠體性質。
[0042]在本發明的又一個實施例中，所述金屬納米粒子通過使金屬納米粒子的配基功能化，用于制備感測納米探針。
[0043]在又一個實施例中，本發明提供了一種制備配基功能化金屬納米粒子的方法，包括以下步驟:
[0044]a)將大分子與金屬NP在一起孵育；
[0045]b)在步驟(a)得到的大分子功能化的金屬NP上孵育小分子。
[0046]在本發明的又一個實施例中，功能性AuNP和雙配基功能化AuNP通過置換/釋放存在于AuNP表面上的功能化分子，來檢測與AuP具有高親和力的分子。
[0047]在本發明的又一個實施例中，所述金屬納米粒子的尺寸介于約2_5nm的范圍內，所述金屬納米粒子顯示出強烈的表面等離子共振(SPR)，在酸性pH(3、5、7)和堿性pH(9、10、10.6)下可保持天然膠體狀態，并且在室溫下(25-35 0C)可穩定6個月以上。
【具體實施方式】
[0048]在本文中所使用的“金屬納米粒子”不僅是指平均直徑約2nm的超小納米粒子，并且也指納米粒子，納米粒子是指平均直徑超過2nm的金屬粒子。
[0049]本發明提供了一種簡單且快速的以金屬前體(金屬氫化物和金屬氯化物)為原料并在諸如LiBH4的還原劑存在下生產金屬納米粒子的方法。用于合成金屬納米粒子的方法可描述如下:將適當摩爾濃度的金屬氯化物/氫化物溶于諸如水的極性溶劑中，并以可控的方式使其與固體LiBH4發生反應。這種方法非常獨特，它只需要一個步驟，而且所述金屬氯化物/氫化物的水溶液用于溶解還原劑，從而瞬時生成金屬粒子。由于在這種方法中，當LiBH4與金屬氯化物/氫化物的水溶液接觸時迅速被氧化，因此發生快速合成反應。
[0050]本發明提供的利用諸如LiBH4的一系列化學還原劑溶液制備金屬納米粒子，是通過在常溫下將這些還原劑溶于金屬氯化物/氫化物的水溶液中來制備的。通過改變氯化物/氫化物水溶液中的化學還原劑的摩爾濃度，這種簡易合成方法可用于控制粒徑。據觀察，這些金屬粒子在性質上具有高度的膠體性和分散性，并且在室溫下[25-35°C]可穩定6個月以上。
[0051]本發明提供了創建的不同的物理和化學環境，并且據觀察，這些金屬粒子能夠在3-12范圍內的不同pH值條件下(3、5、7、9、1、10.6)保持其膠體性和分散性。而且，應用本發明合成的粒子可耐受高濃度氯化鈉，并可在高溫和高壓條件下保持其膠體性。
[0052]在本發明中所使用的技術涉及在水溶液中加入還原劑和金屬前體的獨特的組合。這個過程可瞬時產生平均直徑為約2nm、分散性良好的超小金屬納米粒子。通過改變還原劑和金屬鹽的摩爾濃度的比值，本發明中的這種相同的方法還可以用于制備平均直徑大于2nm的金屬納米粒子。通過選擇溶解于水溶液中的還原劑和金屬氯化物/氫化物合適的摩爾比，可以獲得許多各種不同的的金屬粒徑。
[0053]利用本發明可以獲得超小金屬納米粒子(粒子的平均直徑為約2nm)。這些金屬粒子可以用來連接多種有機和無機分子。
[0054]本發明描述了在諸如金屬粒子的水溶液的極性溶劑中制備這些粒子。本發明中所述的金屬粒子具有多種優點，可應用于納米藥物、藥物遞送、生物醫學診斷、細胞成像，以及該金屬粒子具有在多個生理條件下不宜使用非極性溶劑時與生物分子的相容性。
[0055]在本發明中，通過將LiBH4溶解于含有金屬氯化物的Mill1-Q級水中來制備一系列不同摩爾濃度的LiBH4溶液。圖1顯示了金納米粒子膠體懸浮液的代表性光學圖像。在LiBH4的摩爾濃度較低時，即從0.17mM增加到1.32mM，膠體溶液呈淺藍色;而當摩爾濃度繼續增加時，即從2.64mM增加到10.56mM，這些粒子膠體懸浮液呈酒紅色。
[0056]圖2顯示了室溫下[25°C]在不同摩爾濃度的LiBH4(0.08mM、0.17mM、0.33mM、0.66mM、1.32mM、2.64mM、5.28mM、8mM)條件下合成的金納米粒子膠體懸浮液的代表性紫外可見光譜。通過利用本發明，通過改變所述還原劑的濃度，開發的該方法能夠控制粒子尺寸。從圖1中所示的膠體懸浮液的顏色變化也可以明顯看出這一點。
[0057]對于其它方法難以完成的超小金屬納米粒子的制備，本發明也具有其獨特性。如圖3所示，從DLS和TEM獲得了用于決定超小金納米粒子的尺寸的代表性信息。通過利用本發明所述的方法制備的金屬粒子在性質上具有高度的膠體性和分散性。即使在室溫下[25-35°C ]儲存6個月以后，這些粒子依然能分散在水中。
[0058]利用本發明，所合成的粒子在介于3-12范圍內的不同pH值(3、5、7、9、10和10.6)條件下能夠保持其膠體性和分散性，并且代表性的膠體懸浮液的光學圖像如圖4所示。利用本發明制備金屬粒子的方法可用于制備在不同類型的物理、化學和生物環境下高度穩定的粒子。而且，這些金屬粒子可耐受高濃度的氯化鈉和其它堿金屬氯化物，并且在高溫(測試溫度為室溫和約120°C)高壓(大氣壓和151bs)條件下保持其膠體穩定性。
[0059]利用本發明，可完成超小粒徑金屬粒子的水基簡易合成，這些粒子具有較大的比表面積，并且可用于連接各種有機和無機分子。在水基金屬粒子的合成中，本發明所用方法可擴展到使用其它還原劑，例如LiAlH4和其它堿金屬鋁氫化物(alanides)、NaBH4和其它堿金屬硼氫化物、檸檬酸鹽、肼、MBA、硼酸胺和亞磷酸等。利用本發明所用方法合成的所述金屬粒子可耐受用于功能化的較高濃度生物分子。這些金屬粒子可通過不同有機和無機分子的官能團進行單一功能化和聯合功能化，從而生成二重性納米粒子。
[0060]本發明中論述的同樣的方法也可用于在水溶液中生成其它超小粒徑的金屬粒子。圖5顯示了釕超小納米粒子的代表性TEM圖像。
[0061 ] 實施例
[0062]通過示出的方式給出了下述實施例，因此，這些實施例不應理解為對本發明保護范圍的限定。
[0063]實施例1-2
[0064]制備金屬納米粒子
[0065]實施例1
[0066]用水配制2ml、濃度為I% (質量/體積)的AuCl3溶液，然后再加入248ml水進行稀釋。通過在室溫下[25°C]強烈攪拌，上述溶液用于制備一系列的LiBH4溶液，LiBH4在用Mi 11 1-Q級水配制的AuCl3溶液中的濃度分別為0.02mM、0.04mM、0.08mM、0.17mM、0.33mM、0.66mM、1.32mM、2.64mM、5.28mM、8mM和 10.56mM。在將LiBH4溶于AuCl3溶液的不到 15分鐘的時間里，我們已觀察到了金納米粒子的生成，不同摩爾濃度LiBH4下的金納米粒子的膠體懸浮液的光學圖像如圖1所示。
[0067]實施例2
[0068]利用248ml水溶解，配制了一系列LiBH4溶液，LiBH4溶液的濃度分別為0.02mM、
0.04111]\1、0.08111]\1、0.17111]\1、0.33111]\1、0.66111]\1、1.32111]\1、2.64111]\1、5.28111]\1、8111]\1和10.56111]\1。將這些LiBH4溶液加入到用水配制的2ml、濃度為I % (W/V)的AuCl3溶液，同時強烈攪拌5分鐘，并且生成了膠體納米粒子。包括配制LiBH4溶液和與AuCl3混合在內的反應在不到15分鐘的時間里就完成了。隨著LiBH4濃度從0.02mM增加到10.56mM，可以觀察到膠體溶液的顏色從藍色變為紅色。未觀察到實施例1和實施例2制備的AuNP在光學性能方面的差異。
[0069]實施例3
[0070]利用實施例1和實施例2中所描述的方法，在室溫下[25°C]并且LiBH4濃度為2.65mM時，制備分散性良好的超小釕納米粒子的膠體水溶液(使用的重量體積比為I % )。[0071 ] 實施例4-7
[0072]金納米粒子的穩定性
[0073]實施例4
[0074]為了調整AuNP膠體溶液的pH值，在5ml AuNP中分別加入0.2yL、0.4yL、8yL和12yL的IN NaOH，這使pH值分別變為8、9、10和10.8其中，AuNP是利用2.64mM的LiBH4合成的。
[0075]為了調整AuNP膠體溶液的pH值處于酸性范圍，在5ml AuNP中分別加入0.4yL、lyL、10yL、12yL和25yL的IN NaOH，這使pH值分別變為7、6、5、4和3，其中，AuNP是利用2.64mM的LiBH4合成的。
[0076]分別在這些pH值條件下觀察了這些粒子的穩定性。結果未觀察到實施例1和實施例2制備的AuNP在光學性能方面的差異。
[0077]實施例5
[0078]在室溫下[25°C]溶有2.64mM LiBH4的AuCl3水溶液中合成的5ml金納米粒子膠體懸浮液，并使其處于不同PH值的緩沖液中(范圍介于3-11)。在5ml AuNP溶液分別加入5ml檸檬酸鹽pH緩沖液(pH值范圍為3-5)、5ml磷酸鹽pH緩沖液(pH值為5、6和8)和5ml NaOH-HCl pH緩沖液(pH值范圍為9-10.6)，均表現為穩定的膠體懸浮液(圖1)。
[0079]實施例6
[0080]利用本發明所描述的方法制備的高度分散性金粒子膠體水溶液，在高溫(測試溫度為約120°C)和高壓(測試壓力為約151bs)環境下可保持其膠體性。在室溫下[25°C]溶有2.64mM LiBH4的AuC13水溶液中合成的5ml金納米粒子膠體懸浮液，置于溫度為121.5°C、壓力為151bs的高壓滅菌釜內處理20分鐘。結果未觀察到實施例1和實施例2中制備的AuNP在光學性能方面的差異。
[0081 ] 實施例7
[0082]將在室溫下[25°C]溶有2.64mM LiBH4的AuCl3水溶液中合成的Iml金納米粒子膠體懸浮液，在不同的轉速(10000、20000、30000和40000rpm)下離心，結果這些粒子仍然能保持其膠體性。
[0083]金納米粒子的功能化
[0084]實施例8
[0085]在室溫下溶有2.64mMLiBH4的AuCl3水溶液中合成的金納米粒子膠體懸浮液，被用來制備雙配基功能化AuNP LBH-FITC-賴氨酸(AFL NP)和單功能化AuNP LBH-FITC(AF)，AuNP LBH-賴氨酸(AL)納米粒子。合成所述雙配基功能化AFL NP需要兩步:(a)于5ml濃度為1.2μΜ的AuNP溶液中，加入50μ1濃度為500μΜ的FITC溶液(溶解于95%的乙醇中)，使AuNP中FITC的終濃度為5μΜ，并孵育30分鐘；然后(b)，于(a)溶液中加入ΙΟΟμΙ濃度為10mM的賴氨酸，使AuNP溶液中賴氨酸的終濃度為2mM，并孵育30分鐘。在(a)和(b)的反應中，FITC和賴氨酸都用的是飽和濃度。同樣地，對于AF和AL溶液的配制，5ml濃度為1.2μΜ的AuNP溶液分別含有終濃度為5μΜ的FITC和終濃度為2mM的賴氨酸。所有這些反應都在室溫下孵育30分鐘，而圖6進一步顯示了其吸收和焚光光譜分析。在現有技術中[R.Shukla，V.Bansal,M.Chaudhary, A.Basu, R.R.Bhonde,M.Sastry,《蘭格繆爾》2005年，21卷，頁碼范圍 10644-10654]，已經成功證實對AuNP進行的賴氨酸和FITC的聯合功能化在較高濃度時顯示出有限的穩定性。然而，本發明中合成的硼氫化鋰金納米粒子(LBH-AuNP)不僅粒徑小(<5nm)，而且穩定性高，能夠耐受較高濃度的雙配基聯合功能化(賴氨酸和FITC)。
[0086]實施例9
[0087]在室溫下[25°C]溶有2.64mM LiBH4的AuCl3水溶液中合成的金納米粒子膠體懸浮液被用于制備實施例8中所述的雙配基功能化AFL NP，從而進行膠原蛋白的熒光估算定量。利用實施例8中合成的2ml AFL納米粒子溶液來配制一系列濃度的膠原蛋白，使其從10ug/ml的膠原蛋白儲備液稀釋為2-lOug/ml。為了進行膠原蛋白的實時估算，提取鼠尾膠原并將其濃度調整為lmg/ml。每種AFL-膠原蛋白溶液都在4 °C孵育12-14小時。然后用熒光光譜和透射電鏡進行分析和表征。
[0088]本發明的優點
[0089]本發明的主要優點在于:
[0090]?本發明所述的用于合成金屬粒子的方法是一種在極性溶劑中的一步法快速工藝。這種方法不需要使用非極性溶劑，由于對環境的不良影響，非極性溶劑通常不宜使用。
[0091]?對于在其它非極性溶劑系統中難以獲得的超小粒徑金屬納米粒子，本發明所用的方法可以快速、簡易并用單步法來完成。例如利用非極性溶劑來合成粒徑小于1nm的納米粒子，其工藝冗長繁瑣。
[0092]?由于這些金屬粒子是在水溶液中合成的，這就給這些金屬粒子在醫學、診斷學、成像等廣泛的應用中提供了更大的靈活性，而非極性溶劑在這些方面是不適宜的。
[0093]?以水溶性金屬氯化物和氫化物為原料并利用LiBH4作為還原劑，來制備金屬粒子的方法，具體來說是制備超小粒徑、具有高度膠體性和分散性的納米粒子的方法。
[0094]?合成了分散性良好的金屬粒子膠體水溶液，并且該金屬粒子膠體水溶液在各種PH值緩沖液中保持穩定，從而將這些粒子應用于類似的或改造的物理、化學和生物環境中。
[0095]?合成了金屬粒子，包括超小粒徑金屬粒子，其能夠耐受高濃度的氯化鈉、并且在高溫條件下能夠保持它們的膠體性，從而將這些粒子應用于類似的或改造的物理、化學和生物環境。
[0096]籲合成了金屬粒子，包括超小粒徑金屬粒子，其能夠耐受較高濃度的官能分子，包括功能化和聯合功能化過程中與含有若干官能團的不同生物分子具有不同功能特征的生物分子，從而將這些粒子應用于類似的或改造的物理、化學和生物環境。
【主權項】
1.一種制備金屬納米粒子的方法，包括以下步驟: a)制備金屬鹽的水溶液； b)制備還原劑溶液； c)將步驟(b)得到的還原劑溶液與步驟(a)得到的所述溶液在25-35°C下攪拌1-15分鐘，從而獲得金屬納米粒子。2.根據權利要求1中步驟(a)所述的方法，其中，所用金屬鹽選自由下列各物質組成的組:AuCl3、AgCl、HAuCl4、RuCl3、H2PtCl6、PdCl2、CuCl2^PPtCl4。3.根據權利要求1所述的方法，其中，所述還原劑溶液用水或步驟(a)得到的金屬鹽溶液制備。4.根據權利要求3所述的方法，其中，用于制備水溶液的所述還原劑為LiBH4。5.根據權利要求3所述的方法，其中，用于制備步驟(a)得到的金屬鹽溶液的所述還原劑選自由下列各物質組成的組:LiBH4、NaBH4、檸檬酸鹽、肼、MBA、硼酸胺和亞磷酸。6.根據權利要求1所述的方法，其中，由步驟(a)得到的金屬鹽溶液制備的所述還原劑溶液直接按照步驟(c)攪拌1-15分鐘，從而獲得金屬納米粒子。7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述金屬納米粒子在pH值為3-12的范圍內是穩定的，并且用于通過使金屬納米粒子上的配基功能化來制備感測納米探針。8.一種制備權利要求7中所述的多配基功能化金屬納米粒子的方法，包括以下步驟: a)將大分子與金屬NP在一起孵育； b)在步驟(a)得到的大分子功能化金屬NP上孵育小分子。9.根據權利要求8中步驟(a)和步驟(b)所述的方法，其中，功能性AuNP和雙配基功能化AuNP通過置換/釋放存在于AuNP表面上的功能化分子，來檢測與AuP具有高親和力的分子。10.根據權利要求1所述的方法，其中，所述金屬納米粒子的尺寸介于大約2-5nm的范圍內，所述金屬納米粒子顯示出強烈的表面等離子共振(SPR)，在酸性pH(3、5、7)和堿性pH(9、10,10.6)下可保持天然膠體狀態，并且在室溫下(25-35 0C)可穩定6個月以上。
【文檔編號】B22F1/00GK105899313SQ201480070952
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年10月31日
【發明人】桑柯普·維諾德·阿加瓦爾, 希亞姆·孫達爾·瑞迪, 馬歇爾
【申請人】科學與工業研究理事會