[发明专利]一种改变金纳米棒长径比并且降低其细胞毒性的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米金材料研究领域，具体涉及一种通过金纳米棒的功能化实现对金纳米棒长径比的改变同时降低其细胞毒性的方法。

背景技术

近年来，金纳米材料由于其特殊的物理和化学性质，成为广泛研究的纳米材料之一。其中，各向异性（非球形）的金纳米颗粒，如金纳米棒，受到了人们的广泛关注。金纳米棒由于其光学性质独特、长短轴易调控等特性在生物传感、医学成像、癌症光热疗法、癌症诊断标记，特别是在非病毒基因药物载体等领域具有重要的应用价值。然而，金纳米棒制备过程中用到的大量的十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）有着很强的细胞毒性。同时，金纳米棒表面的CTAB双分子层使得生物分子很难与金纳米棒耦联，限制了金纳米棒在生物医学等方面的应用。金纳米棒的功能化能够很好的克服以上缺点，提高金纳米棒的生物相容性。因此，研发低毒性、生物相容性好、适合生物医学领域运用的金纳米棒的合成方法，构建具有荧光特性、生物识别特性、靶向性和光热敏感特性等多功能的金纳米棒复合粒子，成为金纳米棒研究的热点和方向。

金纳米棒的强光学散射和吸收特性，特别是其具有的纵向可调谐的表面等离子体共振吸收峰使其更适合作为光学探针。金纳米棒作为一种新型的近红外荧光探针，具有以下优点：1、用近红外光激发对活细胞的损伤很小，适于活体观察，光漂白作用小。2、在组织中近红外光比可见光的透过率高，可达几个厘米，不受自身背景荧光及光在体内组织上散射等因素的干扰，因而可实现深层组织的生物成像，能够进行体外或体内的非破坏、非介入性分析。L.F.Gou等,[L.F.Gou,C.J.Murphy，Chem.Mater.2003,15:1957-1962]利用种子合成方法在CTAB的存在下合成了棒状金纳米。在金纳米棒合成的基础上，Jana N.R等人[Jana N.R.,Gearheart L.,Obare S.O.,Langmuir,2002,18(3):922-927]利用CN^-及氧气对金纳米棒长径比进行调控，但CN^-对环境不友好，该方法不被推崇。Tsung C.K.等人[Tsung C.K.,Kou X.S.,Shi Q.H.,Journal of the American Chemical Society,2006,128(16):5352-5353]报道了在高温条件下，利用CTAB、浓酸及氧气改变金纳米棒的长径比，从而获得具有预期光学性质的金纳米棒，但是反应需要在高温下发生，条件不够温和。Sreeprasad T.S.等人[Sreeprasad T.S.,Samal A.K.,Pradeep T.Langmuir,2007,23(18):9463-9471]通过Cu（Ⅱ）、抗坏血酸及氧气综合作用于金纳米棒获得一系列不同长径比的金纳米棒溶液，但需要高温、Cu²⁺、及抗坏血酸三重作用，体系较为复杂。因此，研究一种简单、快速改变金纳米棒长径比的方法，同时降低金纳米棒的细胞毒性提高其生物相容性是十分重要的。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种快速、简单的改变金纳米棒长径比的方法，同时这种金纳米棒的细胞毒性明显降低，具有较高的实际应用前景。

本发明先利用种子合成方法在CTAB的存在下合成棒状金纳米，然后再加入非离子含氟表面活性剂（Zonly-FSN，以下简写为FSN）得到FSN功能化的金纳米棒，改变了金纳米棒的长径比，同时降低了金纳米棒的细胞毒性。

本发明具体制备步骤如下：

A．将浓度为50~150mmol/L的十六烷基三甲基溴化铵（简称CTAB）溶液，放入带有加热和搅拌装置的反应器中，在25~35℃温度下，边搅拌边加入浓度为10~15mmol/L的可溶性氯金酸盐或氯金酸溶液，使溶液中氯金酸盐或氯金酸的浓度为0.25~0.375mmol/L，再迅速加入0~4℃的浓度为10~15mmol/L的硼氢化钠溶液，使反应溶液中硼氢化钠浓度为0.6~0.9mmol/L，搅拌1~2min后静置1~2h备用；

B．取浓度为50~150mmol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液加入玻璃反应器中，依次加入浓度为10~15mmol/L的氯金酸盐或氯金酸溶液、浓度为10~15mmol/L的硝酸银溶液和100~150mmol/L的抗坏血酸溶液，使反应溶液中氯金酸盐或氯金酸的浓度为0.5~0.75mmol/L，硝酸银的浓度为0.1~0.15mmol/L，抗坏血酸的浓度为5.5~8.25mmol/L；所述的氯金酸盐为氯金酸钠或氯金酸钾。