[发明专利]硫代杯芳烃衍生物水相制备纳米金颗粒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米技术领域的制备纳米金颗粒的方法，具体涉及一种硫代杯芳烃衍生物水相制备纳米金颗粒的方法。

背景技术

纳米金颗粒由于其独特的量子尺寸效应和高比表面积，使其在光、电、磁、催化及生物技术等领域有着广泛的应用。

目前纳米金颗粒的化学制备方法有溶液还原法、种金生长法、等等，其中氯金酸溶液直接还原法已成为最常用的合成稳定纳米金颗粒的化学制备方法。利用该方法合成纳米金颗粒时需使用合适的还原剂，已经报道的还原剂有硼氢化钠、柠檬酸三钠、抗坏血酸、水合肼、羟胺等。

经对现有技术的文献检索发现，如Frens G.等在《Nature Physical Science》(自然物理科学，1973年第241期，第20页至第23页，“Controlled nucleationfor the regulation of the particle size in monodisperse gold suspensions”可控成核调节单分散金悬浮液粒子尺寸)上报道了在沸水中使用柠檬酸钠还原氯金酸，得到了粒径大约为13-20纳米的纳米金颗粒，柠檬酸钠及其氧化产物包覆在粒子表面起到稳定作用。但是含羧基的基团作为稳定剂，对纳米金颗粒的稳定效果不好，因此在以后的研究中大多利用含氮、含硫或含磷的配体与还原的纳米金颗粒配位起稳定作用。这就需要在加入还原剂的同时加入稳定剂，从而达到稳定还原后纳米金颗粒的目的。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种硫代杯芳烃衍生物水相制备纳米金颗粒的方法，利用聚乙二醇修饰硫代杯芳烃下端酚羟基的衍生物同时作为还原剂和稳定剂，在水相条件下室温合成稳定分散的纳米金颗粒，改变硫代杯芳烃衍生物和氯金酸的加入比例，就可以方便地控制纳米金颗粒的尺寸，极大地简化纳米金颗粒的制备过程。

本发明通过以下技术来实现，所用原料为氯金酸和硫代杯芳烃衍生物(聚乙二醇修饰硫代杯芳烃下端酚羟基的衍生物)，包括如下步骤：

步骤a：将具有两亲性的硫代杯芳烃聚乙二醇衍生物溶解在去离子水中配制成硫代杯芳烃聚乙二醇衍生物水溶液。

步骤b：取氯金酸水溶液加入到步骤a的硫代杯芳烃聚乙二醇衍生物水溶液中，室温搅拌，然后放置一段时间，得到不同尺寸的纳米金颗粒。

步骤a中，硫代杯芳烃可以是由对叔丁基苯酚和升华硫合成的硫代杯[4]芳烃。

步骤a中，硫代杯芳烃的聚乙二醇衍生物可以是含端甲基的聚乙二醇。

步骤a中，所制成的水溶液，其浓度为0.25毫克/毫升。

步骤a中，硫代杯芳烃聚乙二醇衍生物，硫代杯芳烃下端的酚羟基是不完全取代的。

步骤b中，硫代杯芳烃的聚乙二醇的硫醚键和氯金酸的金按物质的量计算，摩尔比为1:0.6～1:0.21。

步骤b中，所述氯金酸水溶液，其浓度为10毫克/毫升。

步骤b中，所述室温搅拌，其时间为1小时。

步骤b中，所述放置一段时间，其时间为5-10小时。

本发明利用硫代杯芳烃衍生物控制制备的不同尺寸纳米金颗粒的形貌可由透射电子显微镜、纳米粒度仪等仪器进行分析表征。根据本发明利用硫代杯芳烃的聚乙二醇衍生物原位还原合成纳米金颗粒，方法简便、可控性好。颗粒在9～30纳米，在水中稳定性较好、分散均匀。

硫代杯芳烃的聚乙二醇衍生物具有两亲性，在水溶液中会形成胶束，尺寸在9～30纳米左右的纳米金颗粒大部分在胶束内部还原形成。

本发明工艺简单，合成的纳米金颗粒稳定性好，同时杯芳烃作为超分子主体本身可以识别一些客体分子，由硫代杯芳烃稳定包覆的纳米金颗粒可用于制备生物传感、分子检测以及生物催化等器件。

附图说明

图1.分子量为550的端甲基聚乙二醇选择性修饰硫代杯[4]芳烃结构式

图2.硫代杯芳烃衍生物制备不同尺寸纳米金颗粒的透射电子显微镜照片

图3.硫代杯芳烃衍生物制备的不同尺寸纳米金颗粒的纳米粒度仪分析图

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明：本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

1)称量25毫克的硫代杯[4]芳烃单甲基聚乙二醇衍生物(单甲基聚乙二醇修饰硫代杯[4]芳烃下端酚羟基的衍生物，单甲基聚乙二醇的分子量为550)，其结构式如图1所示。加入100毫升去离子水，搅拌溶解，配制成0.25毫克/毫升的溶液，溶液具有白色乳光。