[发明专利]一种光谱可调的金纳米壳的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于纳米材料制备的技术领域，特别涉及一种光谱可调的金纳米壳的制备方法。

背景技术

利用模板法将四氯金酸在水相条件下合成的金纳米壳粒子由于其良好的化学稳定性、生物相容性、独特的光学和光热转换性质，可以应用于肿瘤光热治疗。在生物应用中，与可见光相比，近红外有更好的穿透性；由于金纳米壳粒子的光学性质依赖于其核壳尺寸比例，通过适当调节其核壳比，合成出具有等离子共振吸收峰位于近红外区的金纳米壳粒子，将更有利于其在光热治疗中的应用。

目前，合成金纳米壳粒子的方法，最经典是通过stober法合成二氧化硅纳米粒子，对其表面进行氨基修饰，再在氨基修饰的二氧化硅纳米粒子表面吸附小金粒子，最后在四氯金酸生长液中以表面吸附的小金粒子为种子长成较为连续的金壳；通过合成不同大小的二氧化硅纳米粒子以及控制四氯金酸生长溶液的浓度，可以调节所合成金纳米壳粒子的等离子共振吸收峰位。如(Chemical Physics Letters 1998,288,243-247)。这种方法合成的金壳尺寸通常大于100nm，合成步骤繁琐，合成的金壳壳层厚度大于10nm且不完全连续。另外一种硬模板法则是通过合成钴纳米粒子(Small 2008,4,1183-95)或银纳米粒子(The journal of physical chemistry.B 2005,109,7795-800)作为牺牲模板，利用Au³⁺/Au⁰与Co²⁺/Co⁰或Ag⁺/Ag⁰电对之间的电位差和电流置换反应，合成金纳米壳粒子；通过调节牺牲模板和四氯金酸浓度比，可以对所合成的金纳米壳粒子的光学性质进行调节。这种金纳米壳粒子的方法合成条件较为苛刻，步骤较为繁琐，而且合成的粒子在酸性条件和生理环境中都不稳定。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种操作简单的合成金纳米壳粒子的方法。

具体的技术方案如下：

一种光谱可调的金纳米壳的制备方法，具体步骤为：首先将氨丙基三乙氧基硅烷分散于溶剂中搅拌；随后加入四氯金酸水溶液，四氯金酸与氨丙基三乙氧基硅烷的摩尔比为0.058∶1～0.30∶1；在搅拌下加入还原剂，还原剂与四氯金酸的摩尔比为3.2∶1～16∶1；最后加入稳定剂，稳定剂与四氯金酸的摩尔比为0.0032∶1～0.016∶1；得到金纳米壳粒子溶胶；所述的还原剂为硼氢化钠，所述的稳定剂为牛血清白蛋白，所述的溶剂为水或乙醇与水按体积比大于0∶1～1∶1的混合溶剂。

所述的氨丙基三乙氧基硅烷分散于溶剂中，溶剂用量按每mmol氨丙基三乙氧基硅烷加入105～115mL计算；所述的还原剂是使用浓度为0.1M的硼氢化钠4℃的水溶液，所述的稳定剂是使用浓度为0.1mM的牛血清白蛋白。

本发明以纯水作为反应溶剂时，反应中，四氯金酸水溶液的加入能够促进氨丙基三乙氧基硅烷模板的增大，随着四氯金酸的用量增加，模板增大，从而，以模板为基础生长的金纳米壳粒子的内径也增大，而其壳层厚度没有明显变化，因此，粒子的核壳比增大，对应的等离子共振吸收峰位发生红移。

而当采用混合溶剂时，乙醇的加入，提高了氨丙基三乙氧基硅烷在体系中的溶解度，从而减小模板的大小，合成的粒子的大小随着乙醇溶剂在体系中的含量的增加而减小，金纳米壳粒子对应的等离子共振吸收峰位发生蓝移。

因此，本发明的方法可以通过调节四氯金酸的浓度或体系中的醇水比来调节合成的金纳米壳粒子的核壳比，进而调节产物的等离子共振吸收峰的位置。利用本发明的方法所制备的金纳米壳粒子能够满足生物光热治疗的要求。

本发明的方法有以下有益效果：

1、本发明的方法在体系中没有分步合成模板粒子，只经过简单的通过分散氨丙基三乙氧基硅烷作为软模板进而生长金壳，操作简单。

2、反应快速且温和，重复性好，成本低廉的。

3、本发明的方法所制备的金纳米壳粒子的尺寸在35～96nm间连续可调，对应的等离子体共振吸收峰在650～975nm内连续可调，吸收峰半峰宽窄，有较好的分散度。

附图说明

图1是实施例1、2、3、4、5制备的金纳米壳粒子悬浮液的紫外可见吸收光谱图。

图2是实施例1制备的金纳米壳粒子的透射电子显微镜照片。

图3是实施例2制备的金纳米壳粒子的透射电子显微镜照片。

图4是实施例3制备的金纳米壳粒子的透射电子显微镜照片。