氨基酸金納米顆粒及其制備方法和用途與流程

本發明涉及納米醫學技術領域，具體涉及氨基酸金納米顆粒及其制備方法和用途。

背景技術：

隨著人們對健康的關注度的提高，重金屬離子引起的中毒越來越被人們所關注。日常生活中，重金屬離子無時無刻不在影響著人們的生命健康，極少量的重金屬離子(例如二價汞離子、二甲鉛離子)就能夠危及人的生命。在重金屬離子引起的中毒中，汞、鉛、鉈三種金屬中毒是目前重金屬離子中毒中表現最為普遍的一種。以汞離子為例，汞離子是對人體和環境最有威脅和毒害作用的金屬離子之一，它對大腦、骨骼、腎臟以及中樞神經，免疫以及內分泌等系統都有不同程度的毒害作用，汞及其污染物可以通過火山噴發、采礦、固體廢棄物焚化等方式污染大量的水、空氣和土壤，并且可以進一步通過食物鏈富積于人體中，對人的健康有極大的損害。但是現有的重金屬檢測手段在臨床中缺乏特異性以及檢測手段非常的滯后，久而久之，誤診、漏診以及延遲診斷的現象司空見慣，所以對于環境中低濃度重金屬離子的檢測以及生物學研究已經成為近年來的研究熱點。

盡管對于重金屬離子的檢測已經存在很多方法，比如原子吸收、電子順磁共振、熒光探針等，但是這些方法都不能夠對生物體內離子進行直觀、實時檢測，并且樣品的預處理也比較復雜，不能排除其他陽離子的干擾，并且基于探針的金屬離子檢測存在探針選擇性不高，探針的水溶性差等缺陷，所以傳統的檢測金屬例子的方法在實際當中的應用受到一定的限制。

技術實現要素：

本發明實施例提供了一種氨基酸金納米顆粒及其制備方法和用途，以期實現檢測生物體內重金屬離子濃度。

第一方面，本發明實施例提供一種氨基酸金納米顆粒，所述氨基酸金納米顆粒由金納米顆粒和氨基酸合成，所述氨基酸金納米顆粒具有如下結構通式：

其中，r1為金納米顆粒，r2為氨基酸。

可選的，所述金納米顆粒包括以下至少一種：13nm的金納米顆粒，20nm的金納米顆粒和55nm的金納米顆粒。

可選的，所述氨基酸包括精氨酸。

第二方面，本發明實施例提供一種氨基酸金納米顆粒的制備方法，所述方法包括：

采用檸檬酸鈉還原氯金酸的方法來制備金納米顆粒，其中，氯金酸濃度為0.01wt％，檸檬酸的濃度為1wt％，氯金酸與檸檬酸鈉的比例為100:0.7；或，氯金酸濃度為0.01wt％,，檸檬酸的濃度為0.05wt％，氯金酸與檸檬酸鈉的比例為100:0.3；

所述金納米顆粒與氨基酸的巰基基團反應，生成氨基酸金納米顆粒。

第三方面，本發明實施例提供一種氨基酸金納米顆粒的用途，用于檢測重金屬離子。

可選的，所述重金屬離子包括汞離子。

可選的，所述氨基酸金納米顆粒可以用于紫外線檢測重金屬離子濃度。

可選的，所述氨基酸金納米顆粒可以用于光聲信號檢測重金屬離子濃度。

可以看出，本發明實施例中的氨基酸金納米顆粒，由金納米顆粒和氨基酸合成，可以實現檢測生物體內重金屬離子濃度。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發明實施例提供的氨基酸金納米顆粒的制備方法的流程示意圖；

圖2是本發明實施例提供的氨基酸金納米顆粒在用于測重金屬離子濃度時的過程示意圖；

圖2-1是本發明實施例提供的分散狀態下的13nm的金納米顆粒的電鏡示意圖；

圖2-2是本發明實施例提供的分散狀態下的20nm的金納米顆粒的電鏡示意圖；

圖2-3是本發明實施例提供的分散狀態下的55nm的金納米顆粒的電鏡示意圖；

圖2-4是本發明實施例提供的第一放大倍數下基于重金屬離子團聚在一起的13nm的金納米顆粒的電鏡示意圖；

圖2-5是本發明實施例提供的第一放大倍數下基于重金屬離子團聚在一起的20nm的金納米顆粒的電鏡示意圖；

圖2-6是本發明實施例提供的第一放大倍數下基于重金屬離子團聚在一起的55nm的金納米顆粒的電鏡示意圖；

圖2-7是本發明實施例提供的第二放大倍數下基于重金屬離子團聚在一起的13nm的金納米顆粒的電鏡示意圖；

圖2-8是本發明實施例提供的第二放大倍數下基于重金屬離子團聚在一起的20nm的金納米顆粒的電鏡示意圖；

圖2-9是本發明實施例提供的第二放大倍數下基于重金屬離子團聚在一起的55nm的金納米顆粒的電鏡示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

在本文中提及“實施例”意味著，結合實施例描述的特定特征、結構或特性可以包含在本發明的至少一個實施例中。在說明書中的各個位置出現該短語并不一定均是指相同的實施例，也不是與其它實施例互斥的獨立的或備選的實施例。本領域技術人員顯式地和隱式地理解的是，本文所描述的實施例可以與其它實施例相結合。

為了更好理解本發明實施例公開的一種氨基酸金納米顆粒及其制備方法和用途，下面對本發明實施例進行詳細介紹。

本發明實施例中的氨基酸金納米顆粒由金納米顆粒和氨基酸合成，所述氨基酸金納米顆粒具有如下結構通式：

其中，r1為金納米顆粒(aunps)，r2為氨基酸(arg)。

以氨基酸為精氨酸為例，請參閱圖1，圖1是本發明實施例提供的一種氨基酸金納米顆粒的制備方法的流程示意圖，如圖1所示，本發明實施例中的氨基酸金納米顆粒的制備方法包括以下步驟：

s101、清洗器皿，將制備過程涉及到的玻璃器皿用新鮮剛制備的王水清洗干凈(hno3/hcl＝1:3)，然后分別用去離子水來回沖洗三遍。

s102、把氯金酸(0.01wt％,100ml)添加至圓底燒瓶。

s103、采用可調式控溫裝置，按照儀器的安裝順序加上冷凝管，在磁性攪拌的情況下直至煮沸并回流。

s104、將檸檬酸鈉快速地加入到煮沸的溶液之中，將煮沸的溶液依然保持沸騰的狀態30min之后再把沸騰的溶液冷卻至室溫，保持過夜后取出，以得到金納米顆粒。

其中，可選的，將0.7ml的1wt％的檸檬酸鈉快速地加入到煮沸的溶液之中，可以得到13nm和55nm的金納米顆粒，金納米顆粒的濃度分別是13nm的金納米顆粒的濃度是2.5nm，55nm的金納米顆粒的濃度是0.025nm。

可選的，將0.3ml的0.05wt％的檸檬酸鈉快速地加入到煮沸的溶液之中，可以得到20nm的金納米顆粒。

s105、將得到的金納米顆粒經精氨酸修飾，以得到精氨酸金納米顆粒。

其中，由于精氨酸帶有巰基基團，巰基基團可以跟金納米顆粒發生反應，生成氨基酸金納米顆粒。

可以看出，本發明實施例中的氨基酸金納米顆粒，由金納米顆粒和氨基酸合成，可以實現光聲信號檢測重金屬離子濃度，進而可以實現檢測生物體內重金屬離子濃度。

氨基酸金納米顆粒在用于測重金屬離子濃度的過程中，氨基酸金納米顆粒可以基于重金屬離子團聚在一起。以汞離子為例，氨基酸金納米顆粒在用于測重金屬離子濃度時的過程示意圖。如圖2所示，隨著連接后形成的顆粒集合的直徑的變化，含有氨基酸金納米顆粒的溶液的顏色也會發生變化，由紅色向紫色轉變。

對合成的納米顆粒進行紫外可見吸、透射電鏡的表征來描述金納米顆粒的合成過程。對于13nm的金納米顆粒的消光系數是2.46×108m-1cm-1，55nm的金納米顆粒的消光系數是2.97×1010m-1cm-1。請參閱圖2-1至2-3，圖2-1至2-3分別是分散狀態下的13nm、20nm以及55nm的氨基酸金納米顆粒電鏡示意圖；請參閱圖2-4至2-6，圖2-4至2-6分別是第一放大倍數的基于重金屬離子團聚在一起的13nm、20nm以及55nm的氨基酸金納米顆粒電鏡示意圖；圖2-7至2-9分別是第二放大倍數的基于重金屬離子團聚在一起的13nm、20nm以及55nm的氨基酸金納米顆粒電鏡示意圖，其中，第二放大倍數大于第一放大倍數。

上述氨基酸金納米顆粒可以用于紫外線檢測重金屬離子濃度，以精氨酸修飾的金納米顆粒檢測汞離子為例，若溶液中汞離子濃度為0時，13nm直徑的納米顆粒僅在522nm左右存在上升和下降趨勢，當溶液中汞離子濃度為大于0小于5μm時，13nm直徑的納米顆粒隨著汞離子濃度的增加，修飾過精氨酸的金納米顆粒隨著汞離子濃度的增加分別在522nm和711nm處針對紫外線呈現出吸收下降和上升的趨勢，那么a711/a522的比值不斷呈線性增加。同樣地，若溶液中汞離子濃度為0時，20nm直徑的納米顆粒僅在522nm左右存在上升和下降趨勢，當溶液中汞離子濃度為大于0小于5μm時，20nm直徑的納米顆粒隨著汞離子濃度的增加，修飾過精氨酸的金納米顆粒隨著汞離子濃度的增加分別在522nm和711nm處針對紫外線呈現出吸收下降和上升的趨勢，那么a711/a522的比值不斷呈線性增加。同樣地，若溶液中汞離子濃度為0時，50nm直徑的納米顆粒僅在522nm左右存在上升和下降趨勢，當溶液中汞離子濃度為大于0小于5μm時，55nm直徑的納米顆粒隨著汞離子濃度的增加，修飾過精氨酸的金納米顆粒隨著濃度的增加分別在522nm和711nm處針對紫外線呈現出吸收下降和上升的趨勢，那么a711/a522的比值不斷呈線性增加，即三種尺寸的納米顆粒以相同的趨勢變化，而不隨直徑的大小發生變化。

上述氨基酸金納米顆粒可以用于光聲信號檢測重金屬離子濃度，以精氨酸修飾的金納米顆粒檢測汞離子為例，13nm，20nm和55nm修飾過精氨酸后的金納米顆粒隨著汞離子濃度的增加，反饋的光聲信號也增加，光聲測量時設的激光源值分別是680nm、722nm、840nm，實驗可以得到當金納米顆粒的粒徑直徑在13nm的時候，激光值在680nm，反饋的光聲信號隨著汞離子濃度的增加呈現線性增強。直徑為20nm的金納米顆粒在加入汞離子后所呈現出的光聲成像效果不如當納米顆粒直徑為13nm的明顯。當納米顆粒的直徑為55nm時隨著汞離子濃度的增加光聲信號和前兩排相比相對弱了一些。

三種尺寸的納米顆粒紫外吸收和汞離子在紫外吸收下的檢測濃度范圍和光聲檢測的范圍，光聲成像給出的溶液中汞離子濃度的范圍要比紫外吸收給出的濃度范圍更加的寬泛。而且隨著負載了精氨酸的金納米顆粒的尺寸從13nm到55nm，紫外的最小吸收值從519nm到533nm不斷增加，而紫外吸收的做大峰值從650nm到840nm發生變化。但是兩個峰值的比值不隨尺寸發生的變化而改變。只有在表面修飾了精氨酸的金納米顆粒再加入汞離子之后的納米顆粒才會發生團聚。從而可以證明表面的精氨酸在絡合汞離子反應中起到了關鍵的變化。

以上對本發明實施例進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本發明的思想，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本發明的限制。