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PEG化納米金制備方法及表征圖譜

金納米顆粒進(jìn)行表面修飾在生物領(lǐng)域應(yīng)用是非常重要的，不僅可以提高其穩(wěn)定性，而且使其表面功能化，能更輕易的與抗體、酶等生物分子連接起來(lái)。常用含巰基配體對(duì)納米金進(jìn)行修飾，谷肌甘膚(GSH) ，巰基丙酸(MPA)，半肌氨酸(cysteine)，肌胺(cystamine)，二巰基辛酸(DHLA)及聚乙二醇(PEG)等，其中常見(jiàn)的是巰基聚乙二醇（PEG-SH），主要有以下幾個(gè)原因：1.PEG為高分子聚合物，將PEG修飾到納米金顆粒上，納米金膠體的穩(wěn)定方式會(huì)由原來(lái)的靜電穩(wěn)定變?yōu)榭臻g穩(wěn)定，穩(wěn)定狀態(tài)不易受外界因素的影響；2.PEG無(wú)抗原和致免疫性、無(wú)毒、生物相容性較好；3.PEG在*理環(huán)境中對(duì)生物分子沒(méi)有吸附或其他相互作用，有效減少了非特異性蛋白的吸附，延長(zhǎng)了循環(huán)時(shí)間；4.采用端基不同的PEG，其一段連接在金納米顆粒上，另一端的活性基團(tuán)可以進(jìn)行其他修飾，使納米金顆粒表面性質(zhì)多樣化。

 

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PEG化納米金的制備方法：

金屬納米粒子的主要制備方法有物理法和化學(xué)法，其中物理法主要有真空蒸鍍法、軟著陸法、電分散法和激光消融法等，化學(xué)法主要有氧化還原法、電化學(xué)法、晶種法、微乳液法、相轉(zhuǎn)移法、模板法。

氧化還原法：該法通常是在含有高價(jià)金離子的溶液中加入還原劑，金離子被還原而聚集成納米粒子。所用的還原劑包括經(jīng)典的檸檬酸三鈉、硼氫化鈉、磷、十六烷基苯胺、聚乙二醇、聚苯胺等。其中以檸檬酸鈉還原法為經(jīng)典，就是以檸檬酸三鈉為還原劑在熱的水溶液中將[AuCl₄]^-還原，其制備方法簡(jiǎn)單，所得到的顆粒性質(zhì)穩(wěn)定。

 

微乳液法：該法是將表面活性劑溶解在有機(jī)溶劑中，當(dāng)表面活性劑的濃度超過(guò)臨界膠束濃度（CMC）后形成親水極性頭向內(nèi)、疏水有機(jī)鏈向外的液體顆粒結(jié)構(gòu)，其內(nèi)核可增溶水分子或親水物質(zhì)。微乳液一般由4種組分組成，即表面活性劑、助表面活性劑（一般為脂肪醇）、有機(jī)溶劑（一般為烷烴或環(huán)烷烴）和水。它是一種熱力學(xué)穩(wěn)定體系，可以合成大小均勻、粒徑在10-20nm的液體顆粒。

 

晶種生長(zhǎng)法：晶種生長(zhǎng)法是通過(guò)晶種合成反應(yīng)制備金納米顆粒，該法優(yōu)點(diǎn)在于比一步法得到的顆粒粒徑分布窄，可以通過(guò)控制反應(yīng)條件終制備出粒徑在50-110nm之間的金納米球。同時(shí)，晶種生長(zhǎng)法因其合成過(guò)程簡(jiǎn)便、高產(chǎn)量、長(zhǎng)短徑比可控及表面易于修飾等優(yōu)點(diǎn)而成為合成膠體金納米棒流行的方法。其基本原理是在反應(yīng)溶液中加入一定量的金納米顆粒晶種，在表面活性劑分子的作用下，晶種顆粒定向生長(zhǎng)為一定長(zhǎng)徑比的金納米棒。

 

光化學(xué)還原法：光化學(xué)還原法是早用來(lái)制備金納米棒的方法，在制備過(guò)程中，金酸與棒狀的陽(yáng)離子表面活性劑膠束結(jié)合在一起形成離子對(duì)，然后在紫外激發(fā)下電子從金屬離子轉(zhuǎn)移到配體中，從而使金離子還原成金。

 

納米金的表面PEG化：用琉基聚乙二醇（PEG-SH）對(duì)金納米球進(jìn)行修飾，修飾過(guò)程為:將100μL濃度為5X 10^-4mol/L的上述配體分別加入到1ml金納米球溶液中，再將其攪拌30S以充分混合，然后將其放入4℃冰箱備用。

納米金的表征方法：

為了全面而準(zhǔn)確的表征納米金的性質(zhì)，通常使用多種手段同時(shí)對(duì)納米金進(jìn)行分析，常用的表征方法有：紫外可見(jiàn)光譜（Uv-vis）、紅外光譜（FI-IR），掃描電子顯微鏡（SEM）或投射電子顯微鏡（TEM）、電動(dòng)電位或電動(dòng)電勢(shì)（Zeta電位）、X射線衍射（XRD）、X射線光電子能譜、毛細(xì)管電泳（CE）等。

電子顯微鏡（SEM，TEM）：SEM與TEM是觀察納米金粒子的直觀方法，可以清楚的觀察到粒子形貌，大小和分散度情況。

 

紫外可見(jiàn)（Uv-vis）：納米金溶膠因其等離子共振作用，使得他在溶液中有特定的顏色。納米金粒子表面包配體、歷經(jīng)大小和粒子形狀不同時(shí)，粒子所表現(xiàn)出來(lái)的等離子共振吸收是不一樣的。金納米粒子的等離子體共振分為橫向伸縮振動(dòng)和縱向伸縮振動(dòng)，在金粒子以球形存在于溶液中時(shí)，重要表現(xiàn)出橫向伸縮振動(dòng)，Uv-vis吸收在520nm左右，當(dāng)納米金溶膠中以棒狀，線裝，三角片狀或其它非球形是，粒子主要表現(xiàn)出縱向伸縮振動(dòng)，大吸收波長(zhǎng)在600nm-1400nm處不等，大吸收波長(zhǎng)越大，棒狀與線裝粒子的長(zhǎng)徑比越大，三角片的邊厚比也越大，溶液表現(xiàn)出不同的顏色，如灰色、藍(lán)色和深棕色等。

紅外光譜（FI-IR）：每種物質(zhì)的分子有其一定的分子結(jié)構(gòu)，有一定的能級(jí)圖，從而產(chǎn)生的紅外吸收光譜，從而帶來(lái)了分子能級(jí)圖的信息。對(duì)紅外光譜的分子，可以了解表面配體與納米金之間的相互作用關(guān)系，對(duì)反應(yīng)的機(jī)理及不同修飾劑對(duì)Au作用的方式與力的大小可以簡(jiǎn)單明了的分析。