一种Au对巯基苯硫醇Au复合拉曼探针及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种AuO对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针的制备方法;属于生物纳米领域。
【背景技术】
[0002]癌症已经成为二^^一世纪威胁人类健康的重大疾病之一。因此,癌症标志物含量的准确检测成为亟待解决的问题。将金纳米粒子应用于拉曼检测中可以放大拉曼信号,实现癌症标志物的灵敏检测。但是,直接在纳米金表面修饰拉曼分子,在后续实验中的离心、洗涤等操作中,拉曼分子容易损失或变性,使得检测的灵敏度和准确度受到影响。因此,解决现有的纳米金修饰拉曼分子存在的缺陷,是其能进一步发展的关键技术。
【发明内容】
[0003]针对现有的纳米金表面修饰拉曼分子存在的缺陷,本发明的目的是在于提供一种信号强、易于修饰生物分子,且稳定性好的AuO对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针。
[0004]本发明的另一个目的是在于提供一种通过简单操作、在温和条件下制备所述AuO对巯基苯硫醇?Au复合拉曼探针的方法。
[0005]为了实现本发明的技术目的,本发明提供了一种AuO对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针,该
[email protected]对巯基苯硫醇Mu复合拉曼探针由内部核纳米金颗粒、拉曼分子夹层和外部金壳层构成。
[0006]本发明的技术方案首次将对巯基苯硫醇拉曼分子设置为纳米金的内部夹层,构建出AuO对巯基苯硫醇OAu的夹心结构,通过外部包覆的金壳层,使对巯基苯硫醇物化性质稳定,耐环境影响能力强,且保持了拉曼分子信号强的优势,同时金壳表面易于修饰生物分子。本发明的技术方案有效解决了现有的纳米金修饰拉曼分子在检测过程中容易损失或变性,导致检测的灵敏度和准确度降低的缺陷。
[0007]优选的方案中核纳米金颗粒平均粒径为42?48nm。
[0008]优选的方案中拉曼分子夹层厚度为2?4nm。
[0009]优选的方案中金壳层厚度为3?8nm。优选适当厚度的金壳更有利于保护拉曼分子的稳定性,同时不影响信号强度。
[0010]优选的方案中拉曼分子为对巯基苯硫醇。
[0011]本发明还提供了一种制备所述AuO对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针的方法,该方法是将氯金酸溶液加入到柠檬酸钠溶液中反应得到含核纳米金颗粒的溶液,在含核纳米金颗粒的溶液中加入对巯基苯硫醇反应,得到
[email protected]对巯基苯硫醇;所得
[email protected]对巯基苯硫醇通过分散在柠檬酸钠溶液中后,再加入氯金酸反应,即得AuO对巯基苯硫醇@Αιι复合拉曼探针。
[0012]本发明的制备AuO对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针的方法还包括以下优选方案:
[0013]优选的方案中将氯金酸溶液逐步添加到过量的柠檬酸钠溶液中,维持温度在82?93°C条件下反应,得到含核纳米金颗粒的溶液。
[0014]较优选的方案中含核纳米金颗粒的溶液通过如下方法制备得到:将氯金酸溶液加入到沸腾的柠檬酸钠溶液中,在回流条件下反应30?40min后,降温至82?93°C,再添加部分氯金酸溶液,继续反应25?35min,再添加部分氯金酸溶液,进一步反应25?35min后,冷却至室温;在冷却的溶液中补加柠檬酸钠溶液和水,升温至82?93°C时,添加部分氯金酸溶液,反应25?35min,再添加部分氯金酸溶液,继续反应25?35min,冷却至室温,即得。
[0015]优选的方案中在含核纳米金颗粒的溶液中加入过量的对巯基苯硫醇,在搅拌条件下,反应3?5h,离心分离,洗涤固体产物,除去过量的对巯基苯硫醇,得到AuO对巯基苯硫醇。
[0016]优选的方案中将AuO对巯基苯硫醇分散在Na3C6H5O7溶液中后,加热至82?93°C,加入氯金酸溶液搅拌反应,得到
[email protected]对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针。
[0017]优选的方案包括以下步骤:
[0018]步骤一:制备含核纳米金颗粒的溶液
[0019]将0.8?1.2mL浓度为22?28mM的氯金酸溶液加入到140?160mL浓度为2.0?2.4mM的柠檬酸钠溶液中,在回流条件下搅拌反应至颜色稳定后,继续搅拌反应25?35min,降温至82?93°C,再添加0.8?1.2mL浓度为22?28mM的氯金酸溶液,继续搅拌反应25?35min,再添加0.8?1.2mL浓度为22?28mM的氯金酸溶液,进一步搅拌反应25?35min后,搅拌冷却至室温;取50?60mL冷却的溶液,补加1.5?2.5mL浓度为55?65mM的柠檬酸钠溶液和50?60mL水,升温至82?93°C时,添加0.8?1.2mL浓度为22?28mM氯金酸溶液,搅拌反应25?35min,再添加0.8?1.2mL浓度为22?28mM氯金酸溶液,搅拌反应25?35min,搅拌冷却至室温,即得含核纳米金颗粒的溶液;
[0020]步骤—■:制备Au?对疏基苯硫醇
[0021]在8?12mL的步骤一得到的含核纳米金颗粒的溶液中加入0.8?1.2mL浓度为0.8 X 10_4?1.2 X 10 _4M的对巯基苯硫醇溶液,在搅拌条件下反应3?5h,离心分离,洗涤固体产物,除去过量的对巯基苯硫醇,得到AuO对巯基苯硫醇;
[0022]步骤三:制备AuO对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针
[0023]将步骤二所得AuO对巯基苯硫醇用浓度为1.8?2.4mM的柠檬酸钠溶液稀释至8?12mL,取5.0?6.0mL稀释液,进一步用0.15?0.25mL浓度为55?65mM的柠檬酸钠溶液和5.0?6.0mL水稀释后,加热至82?93°C,加入80?120 μ L浓度为20?30mM的氯金酸溶液反应,反应25?35min后,冷却至室温,即得
[email protected]对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针。
[0024]在本发明优选的技术方案中,通过调节氯金酸溶液和柠檬酸钠溶液的浓度、反应温度以及反应循环次数等条件可以很好地控制核纳米金粒子的形貌和大小以及金壳层的厚度。通过加入过量的拉曼分子可以使拉曼分子更好地包覆核纳米金,很好地改善AuO对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针信号强度。
[0025]相对现有技术,本发明的技术方案带来的有益技术效果:
[0026]I)本发明的
[email protected]对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针通过制备均勾的外层金壳,可以很好地与生物分子(如:癌症标志物)连接;
[0027]2)本发明的
[email protected]对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针内部的核纳米粒子为拉曼分子提供粗糙表面,便于放大拉曼信号;
[0028]3)本发明的AuO对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针,具有夹心结构,拉曼分子在金壳的保护下,性质稳定,重现性好,耐环境影响能力强,有效解决了现有的纳米金修饰拉曼分子在检测过程中容易损失或变性,导致检测的灵敏度和准确度降低的缺陷。
【附图说明】
[0029]【图1】为Au?对疏基苯硫醇OAu复合拉曼探针的制备过程不意图;
[0030]【图2】为核纳米金粒子的透射电子显微镜图;
[0031]【图3】为AuO对巯基苯硫醇@Αιι复合拉曼探针的透射电子显微镜图;
[0032]【图4】为AuNPs, Aui对巯基苯硫醇、AuO对巯基苯硫醇OAu的粒径图;
[0033]【图5】为AuO对巯基苯硫醇、AuO对巯基苯硫醇OAu的拉曼图。
[0034]【图6】为复合拉曼探针用于人血清及不同浓度free-PSAantigen检测的拉曼图。
【具体实施方式】
[0035]以下实施例旨在进一步说明本
【发明内容】
,而不是对本发明权利要求保护范围的限制。
[0036]实施例1
[0037]核纳米金粒子的制备。
[0038]步骤如下:在250mL的三口烧瓶中加入150mL 2.2mM Na3C6H5O7,在搅拌(1500r.mirT1)、冷凝回流的作用下加热至沸,加入ImL 25mM HAuCl4,
1min后溶液颜色变红并稳定,30min后,将温度降至90°C (记作g0),加入ImL 25mM HAuCl4,反应30min ;再次加入ImL 25mM HAuCl4,反应30min后,搅拌冷却至室温(记作gl)。
[0039]取55mL的上述溶液,加入2mL 60mM的Na3C6H5O7,加入53mL超纯水,升温至90°C,重复gl的操作一次。即得含核纳米金的溶液(记作g2)。核纳米金的形貌图2所示,图2可以看出纳米粒子是颗粒均匀的球形。
[0040]Au?对疏基苯硫醇的制备。
[0041]步骤如下:
[0042]在1mL的核纳米金的溶液中加入ImL 1(Γ4Μ的对巯基苯硫醇,搅拌下反应4h,离心,吸走上清液后,洗涤固体产物,除去过量的对巯基苯硫醇,即得AuO对巯基苯硫醇。
[0043]
[email protected]对疏基苯硫醇OAu的制备。
[0044]步骤如下:
[0045]将AuO对巯基苯硫醇用浓度为2.2mM Na3C6H5O7溶液稀释至10mL,即得AuO对巯基苯硫醇柠檬酸溶液,取5.5mL Aui对巯基苯硫醇柠檬酸溶液,加入0.2mL 60mM的柠檬酸钠溶液,加入5.3mL超纯水稀释后,加热至90°C,向其中加入100 μ L 25mM HAuCl4,反应30min后冷却至室温,即得AuO对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针。Aui对巯基苯硫醇OAu的形貌图3所示,图3可以看出纳米粒子是颗粒均匀的球形。
[0046]核纳米金粒子、AuO对巯基苯硫醇及AuO对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针的粒径分布如图4所示,图4可以看出从Au NPs到AuO对巯基苯硫醇,再到AuO对巯基苯硫醇OAu,粒径在增大,说明在核纳米金上依次修饰了对巯基苯硫醇及金壳层,构筑成了夹心结构。
[0047]图5可以看出AuO对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针的拉曼信号仍很强。
[0048]图6可以看出复合拉曼探针只对free-PSA antigen有响应,且随free-PSAantigen浓度的增大拉曼信号在增强。
[0049]Aui对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针的表征,步骤如下:
[0050](I)透射电子显微镜的样品:取1yL的Au NPs滴于铜网中,制成测透射电子显微镜的样品;
[0051 ] (2)粒径的样品:分别取ImL Au NPs,Aui对巯基苯硫醇、AuO对巯基苯硫醇OAu加入ImL的粒径样品池测粒径;
[0052](3)拉曼的样品1:分别取10 μ L Aui对巯基苯硫醇、Aui对巯基苯硫醇
[0053]iAu滴在金膜上,自然晾干。
[0054](4)拉曼的样品2:首先将金膜活化(MUA、EDC/NHS),滴入40 μ L 10 μ g/mL捕获抗体ant1-PSA McAb,分别滴入40 μ L人血清及不同浓度的free-PSA antigen,滴入40 μ Lant1-free PSA McAb (每次滴加前都需清洗,除去未结合的物质)。
【主权项】
1.一种
[email protected]对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针,其特征在于,由内部核纳米金颗粒、拉曼分子夹层和外部金壳层构成。2.根据权利要求1所述的
[email protected]对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针,其特征在于,所述的核纳米金颗粒平均粒径为42?48nm ;所述的拉曼分子夹层厚度为2?4nm ;所述的金壳层厚度为3?8nm。3.根据权利要求1所述的
[email protected]对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针,其特征在于,所述的拉曼分子为对巯基苯硫醇。4.制备权利要求1?3任一项所述
[email protected]对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针的方法,其特征在于,将氯金酸溶液加入到柠檬酸钠溶液中反应得到含核纳米金颗粒的溶液,在含核纳米金颗粒的溶液中加入对巯基苯硫醇反应,得到
[email protected]对巯基苯硫醇;所得
[email protected]对巯基苯硫醇通过分散在柠檬酸钠溶液中后,再加入氯金酸反应,即得AuO对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针。5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,将氯金酸溶液逐步添加到过量的柠檬酸钠溶液中,维持温度在82?93°C条件下反应,得到含核纳米金颗粒的溶液。6.根据权利要求5所述的制备方法,其特征在于,所述的含核纳米金颗粒的溶液通过如下方法制备得到:将氯金酸溶液加入到沸腾的柠檬酸钠溶液中,在回流条件下反应30?.40min后,降温至82?93°C,再添加部分氯金酸溶液,继续反应25?35min,再添加部分氯金酸溶液,进一步反应25?35min后,冷却至室温;在冷却的溶液中补加柠檬酸钠溶液和水,升温至82?93°C时,添加部分氯金酸溶液,反应25?35min,再添加部分氯金酸溶液,继续反应25?35min,冷却至室温,即得。7.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,在含核纳米金颗粒的溶液中加入过量的对巯基苯硫醇,在搅拌条件下,反应3?5h,离心分离,洗涤固体产物,除去过量的对巯基苯硫醇,得到Au?对疏基苯硫醇。8.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,将AuO对巯基苯硫醇分散在Na3C6H507溶液中后,加热至82?93°C,加入氯金酸溶液搅拌反应,得到AuO对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针。9.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤一:制备含核纳米金颗粒的溶液 将0.8?1.2mL浓度为22?28mM的氯金酸溶液加入到140?160mL浓度为2.0?.2.4mM的柠檬酸钠溶液中,在回流条件下搅拌反应至颜色稳定后,继续搅拌反应25?35min,降温至82?93°C,再添加0.8?1.2mL浓度为22?28mM的氯金酸溶液,继续搅拌反应25?35min,再添加0.8?1.2mL浓度为22?28mM的氯金酸溶液,进一步搅拌反应.25?35min后,搅拌冷却至室温;取50?60mL冷却的溶液,补加1.5?2.5mL浓度为55?65mM的柠檬酸钠溶液和50?60mL水,升温至82?93°C时,添加0.8?1.2mL浓度为22?.28mM氯金酸溶液,搅拌反应25?35min,再添加0.8?1.2mL浓度为22?28mM氯金酸溶液,搅拌反应25?35min,搅拌冷却至室温,即得含核纳米金颗粒的溶液; 步骤—-:制备Au?对疏基苯硫醇 在8?12mL的步骤一得到的含核纳米金颗粒的溶液中加入0.8?1.2mL浓度为.0.8 X 10_4?1.2 X 10 _4M的对巯基苯硫醇溶液,在搅拌条件下反应3?5h,离心分离,洗涤固体产物,除去过量的对巯基苯硫醇,得到AuO对巯基苯硫醇; 步骤三:制备
[email protected]对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针 将步骤二所得AuO对巯基苯硫醇用浓度为1.8?2.4mM的柠檬酸钠溶液稀释至8?12mL,取5.0?6.0mL稀释液,进一步用0.15?0.25mL浓度为55?65mM的柠檬酸钠溶液和5.0?6.0mL水稀释后,加热至82?93°C,加入80?120 μ L浓度为20?30mM的氯金酸溶液反应,反应25?35min后,冷却至室温,即得AuO对巯基苯硫醇OAu复合拉曼探针。
【专利摘要】本发明公开了一种Au对巯基苯硫醇Au复合拉曼探针及其制备方法。该复合拉曼探针由内部核纳米金颗粒、拉曼分子夹层和外部金壳层构成,其制备方法是在柠檬酸钠溶液中加入氯金酸制备出核纳米金,在核纳米金上组装对巯基苯硫醇,再在对巯基苯硫醇表面制备金壳层,得到Au对巯基苯硫醇Au复合拉曼探针;制备的拉曼探针中拉曼信号分子对巯基苯硫醇处于核纳米金和金壳之间的夹心层,不受周围环境的影响,稳定性好;探针的金表面化学性质均一,可修饰各种生物分子,因此可用于多种生物标志物的检测,适用范围广。
【IPC分类】G01N21/65
【公开号】CN104897646
【申请号】CN201510362132
【发明人】向娟, 郑荣荣
【申请人】中南大学
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月26日