專(zhuān)利名稱(chēng)：一種表面電荷密度連續(xù)變化的金納米顆粒陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金納米顆粒陣列，尤其涉及一種表面電荷密度連續(xù)變化的金納米顆粒陣列；屬納米材料表面的功能化修飾技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
納米材料具有穿過(guò)細(xì)胞膜等生物屏障的能力，大量研究報(bào)道了它在靶向載運(yùn)藥物、生物顯影、疾病診斷及基因治療等多個(gè)生物醫(yī)學(xué)方面的用途。同時(shí)，納米材料的潛在生物毒性也引起了廣泛的關(guān)注。因此，詳盡了解納米材料與細(xì)胞之間的相互作用成為迫切需要。這些相互作用包括靜電作用、疏水作用、氫鍵作用、立體作用等。其中納米材料與細(xì)胞間的靜電作用已被研究用于載運(yùn)基因、增強(qiáng)細(xì)胞攝取和內(nèi)吞體逃逸等。納米材料的表面電荷也與它的很多生物行為相關(guān)，例如，組織擴(kuò)散、生物分布、細(xì)胞攝取、細(xì)胞毒性及蛋白結(jié)合等。為了研究納米材料與細(xì)胞間的靜電作用，通常采用在納米材料表面修飾帶電荷的配體分子。但是，這些帶電荷的配體分子可能提供除了靜電作用以外的其他作用力，從而產(chǎn)生混合的作用，影響了我們對(duì)納米材料與細(xì)胞間的靜電作用的研究。例如，通常認(rèn)為帶負(fù)電的納米材料不能進(jìn)入細(xì)胞，因?yàn)檫@種納米材料與細(xì)胞膜之間存在靜電排斥，然而，一些帶負(fù)電的納米材料，如碳納米管、聚苯乙烯納米顆粒，有研究報(bào)道可以被細(xì)胞攝取，原因在于雖然有靜電排斥，但它們可以通過(guò)疏水作用進(jìn)入細(xì)胞。申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)通過(guò)制備一個(gè)表面電荷密度連續(xù)變化的金納米顆粒陣列可以進(jìn)行系統(tǒng)的研究納米材料與細(xì)胞之間的靜電作用，而且這個(gè)陣列與細(xì)胞間存在很小的或相似的其它作用力，并且經(jīng)檢索類(lèi)似的研究還未見(jiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有納米材料表面修飾存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種表面電荷密度連續(xù)變化的金納米顆粒陣列。本發(fā)明所述的表面電荷密度連續(xù)變化的金納米顆粒陣列，是通過(guò)調(diào)節(jié)一個(gè)帶電荷基團(tuán)配體和一個(gè)中性配體的比例，以及使用帶有多個(gè)電荷基團(tuán)的肽作為配體分子，對(duì)金納米顆粒的表面進(jìn)行化學(xué)修飾后得到，其特征在于所述金納米顆粒陣列由17種納米顆粒組成，其中的納米顆粒為5±0. I納米的圓形金納米顆粒，分別以GNPOl GNP17表示；所述金納米顆粒陣列的表面電荷密度從高密度正電荷到高密度負(fù)電荷的連續(xù)變化，其中電荷密度從正電荷到負(fù)電荷依次為+2. 87，+1. 85，+1. O, +1. O, +0. 52，+0. 29，+0. 23，+0. 15，0，-O. 13 ，_0· 20，_0· 53，_0· 73，-I. O，-I. O，_3· 61，_4· 18。上述的表面電荷密度連續(xù)變化的金納米顆粒陣列中所述配體為單配體或雙配體，單配體分子有9種，分別是肽calrrrrr-nh2⑴，肽calrrr-nh2⑵，硫辛酰胺丙胺 (3，化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖I)，肽CALR-NH2 (4)，硫辛酰胺(5，化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖I)，肽CALEEEE (6)，肽 CALEE (7)，硫辛酸(8，化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖I)和肽CALE-NH2 (9);雙配體分子是硫辛酸/硫辛酰胺和硫辛酰胺丙胺/硫辛酰胺，比例范圍為硫辛酸/硫辛酰胺從100%到0%，硫辛酰胺丙胺/硫辛酰胺從100%到0% ;所述配體分子通過(guò)金硫鍵與金納米顆粒連接,每個(gè)金納米顆粒連接的配體分子的數(shù)目為144 360。具體的，上述每種納米顆粒的配體分子數(shù)見(jiàn)表1，每種納米顆粒的配體分子比例見(jiàn)表3。所述的金納米顆粒陣列示意圖及表面配體分子結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖I和圖2。表I :金納米顆粒表面配體分子數(shù)目和表面電荷密度
配體分子數(shù)目表面電荷密度GNPOl146+2.87GNP02157+1.85GNP03254+1.0GNP04144+1.0GNP0582(3), 75(5)+0.52GNP0642(3), 102(5)+0.29GNP0731(3),101(5)+0.23GNP0821(3), 116(5)+0.15GNP09232OGNPlO201(5), 31(8)-0.13GNPll185(5), 47(8)-0.20GNP12108(5), 124(8)-0.53GNP1362(5), 170(8)-0.73GNP14287-1.0GNP15299-1.0GNP16360-3.61GNP17250-4.18為了更好地理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和它的利用價(jià)值，下面我們用金納米顆粒的制備實(shí)驗(yàn)及其表征結(jié)果來(lái)說(shuō)明該納米顆粒陣列表面電荷的連續(xù)變化以及它在研究納米材料與細(xì)胞間靜電作用的應(yīng)用。I.金納米顆粒陣列的制備 將單配體分子或者不同比例的雙配體分子溶于DMF中(肽溶于水中)，然后將氯金酸加到此溶液中并在室溫下攪拌30分鐘。硼氫化鈉的水溶液滴加入其中。在室溫下繼續(xù)攪拌4小時(shí)。用鹽酸中和掉沒(méi)反應(yīng)完的硼氫化鈉。所得的金納米顆粒溶液用透析或者超濾洗滌的方法進(jìn)行純化。2.金納米顆粒陣列的形貌分析選擇幾種納米顆粒作為代表進(jìn)行透視電子顯微鏡的觀察。在透視電子顯微鏡下觀察到的金納米顆粒形貌如圖3所示，金納米顆粒呈近似圓形，平均粒徑在5納米左右。3.金納米顆粒的元素分析取測(cè)定量的金納米顆粒，干燥后，對(duì)其進(jìn)行元素分析，元素分析結(jié)果見(jiàn)表2。
表2金納米顆粒中的碳?xì)涞?br> 權(quán)利要求
1.一種表面電荷密度連續(xù)變化的金納米顆粒陣列，是通過(guò)調(diào)節(jié)一個(gè)帶電荷基團(tuán)配體和一個(gè)中性配體的比例，以及使用帶有多個(gè)電荷基團(tuán)的肽作為配體分子，對(duì)金納米顆粒的表面進(jìn)行化學(xué)修飾后得到，其特征在于所述金納米顆粒陣列由17種納米顆粒組成，其中的納米顆粒為5±0. I納米的圓形金納米顆粒,分別以GNPOl GNP17表示；所述金納米顆粒陣列的表面電荷密度從高密度正電荷到高密度負(fù)電荷的連續(xù)變化，其中電荷密度從正電荷到負(fù)電荷依次為+2· 87，+1. 85，+1. 0,+1. O, +0. 52，+0. 29，+0. 23，+0. 15，0，-O. 13，-O. 20，-O.53，-O. 73，-I. O, -I. O, -3. 61，-4. 18。
2.如權(quán)利要求I所述的表面電荷密度連續(xù)變化的金納米顆粒陣列，其特征在于所述配體為單配體或雙配體，單配體分子有9種，分別是肽calrrrrr-nh2(i)，肽 CALRRR-Nh2⑵，硫辛酰胺丙胺(3，化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖I)，肽CALR-NH2 (4)，硫辛酰胺(5，化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖I)，肽CALEEEE (6)，肽CALEE (7)，硫辛酸(8，化學(xué)結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖I)和肽CALE-NH2 (9);雙配體分子是硫辛酸/硫辛酰胺和硫辛酰胺丙胺/硫辛酰胺，比例范圍為硫辛酸/硫辛酰胺從 100%到O %，硫辛酰胺丙胺/硫辛酰胺從100%到0% ;所述配體分子通過(guò)金硫鍵與金納米顆粒連接，每個(gè)金納米顆粒連接的配體分子的數(shù)目為144 360。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種表面電荷密度連續(xù)變化的金納米顆粒陣列，所述陣列由17種納米顆粒組成；是通過(guò)調(diào)節(jié)一個(gè)帶電荷基團(tuán)配體和一個(gè)中性配體的比例，以及使用帶有多個(gè)電荷基團(tuán)的肽作為配體分子，對(duì)金納米顆粒的表面進(jìn)行化學(xué)修飾后得到。本發(fā)明陣列不僅可以用來(lái)研究納米顆粒與細(xì)胞之間的作用機(jī)制，還可以指導(dǎo)作為靶向載運(yùn)藥物、生物顯影、疾病診斷及基因治療等應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的載體的設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)B22F1/02GK102581298SQ20121003848
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月20日
發(fā)明者張斌, 蘇高星, 閆兵 申請(qǐng)人:山東大學(xué)