明膠包裹金納米棒(AuNRs-gelatin)的制備及實(shí)驗(yàn)分析
金納米棒是一種具有特殊光學(xué)性質(zhì)的各向異性的貴金屬納米顆粒, 在光學(xué)、電學(xué)、生物化學(xué)傳感器和成像、以及納米材料組裝等方面都有著潛在的應(yīng)用價(jià)值。 在生物化學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用, 都要求納米粒子具有良好的生物相容性和膠體穩(wěn)定性,種子生長法制備的金納米棒表面覆蓋一層2nm左右的 CTAB 雙分子層,作為金納米棒的穩(wěn)定劑和保護(hù)劑,然而溶液中游離的 CTAB 具有高*性, 會(huì)干擾生物實(shí)驗(yàn), 阻礙納米棒與生物分子的偶聯(lián)。 另外, CTAB 包裹的金納米棒在高溫、 高離子強(qiáng)度和強(qiáng)酸、強(qiáng)堿環(huán)境中都極不穩(wěn)定, 因此改進(jìn)金納米棒的生物相容性, 以及尋求生物相容性更好、 更加穩(wěn)定的穩(wěn)定劑已經(jīng)成為金納米棒應(yīng)用在生物領(lǐng)域必須解決的關(guān)鍵問題。
明膠(gelatin) 是一種半透明狀無味的脆性固體, 是從多種動(dòng)物副產(chǎn)品中提煉的膠原經(jīng)過不可逆的轉(zhuǎn)化而得到的變性產(chǎn)物。 明膠是由18種氨基酸和多肽交聯(lián)形成的聚合物, 其成分中氨基酸超過76%。 按照其制備的方法不同可以分為堿法明膠和酸法明膠。 明膠不溶于有機(jī)溶劑, 也不能溶于冷水, 但溫水可以使之溶解。明膠分子結(jié)構(gòu)上含有大量的-COOH、-NH2和-OH(明膠分子結(jié)構(gòu)如圖), 這也就使得明膠具有良好的親水性, 易于對其進(jìn)行改性。
我們利用天然高分子明膠表面豐富的官能團(tuán), 包裹改性金納米棒, 既提高了金納米棒的生物相容性, 同時(shí)明膠分子大量的親水基團(tuán), 又可以**的提高金納米棒在溶液中的穩(wěn)定性。豐富了金納米棒在生物醫(yī)藥和生物傳感等領(lǐng)域的應(yīng)用。
明膠包裹金納米棒的制備
步驟一:將上步合成的金納米棒溶液與 10mg/L 明膠溶液以體積比 10: 1 進(jìn)行混合, 將混合液轉(zhuǎn)移至燒杯中, 攪拌 30min, 以使明膠能夠充分包裹金納米棒。
步驟二:將**溶液以 8000r/min 轉(zhuǎn)速離心15min 去除多余明膠, 如此再重復(fù)兩次, **將預(yù)制得 AuNRs-gelatin 分散在去離子水中,儲(chǔ)存于 4℃冰箱中備用。
明膠包裹前后的金納米棒的分析
下圖為明膠包裹金納米棒前后的紫外-可見光譜對比圖, 圖 a 和圖 b 中使用的金納米棒的長徑比分別為。 如圖所示, 經(jīng)過明膠包埋以后, 金納米棒的光譜性質(zhì)變化不大, 仍然具有橫向和縱向兩個(gè)特征吸收峰。 明膠包裹前后, 金納米棒的橫向吸收峰位置不變, 而縱向吸收峰向長波方向偏移。 兩種長徑比的金納米棒均如此。 出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能是由于明膠包裹金納米棒以后, 金納米棒表面環(huán)境的折射率發(fā)生了改變。
我們研究表明, 當(dāng)提高金納米棒周圍環(huán)境的折光指數(shù)以后, 金納米棒的縱向吸收峰向長波發(fā)生移動(dòng)。 如此說明, 金納米棒表面確實(shí)有明膠包裹。通過Zeta電位分析發(fā)現(xiàn), 包裹前中性狀態(tài)的金納米棒的 Zeta電位為 20.7mV,而明膠包裹后的金納米棒的 Zeta 電位為-15.4mV。 說明經(jīng)過多次離心, 金納米棒表面的表面
已經(jīng)被明膠所覆蓋。
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