專利名稱：一種聚乙二醇部分修飾的膠體金及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于分析化學(xué)領(lǐng)域，具體涉及一種聚乙二醇部分修飾的膠體金及其制備方法。
背景技術(shù)：
膠體金是由氯金酸(HAuCl4)在還原劑作用下聚合成的納米金顆粒,這些納米金粒子由于靜電作用在溶液中分散成為一種穩(wěn)定的膠體狀態(tài)，故稱膠體金。人類對于膠體金的認(rèn)識最早可追溯到1857年，英國著名物理學(xué)家、化學(xué)家邁克爾 法拉第用還原法從氯金酸水溶液中制備出了膠體金，并發(fā)現(xiàn)了膠體金溶液在電解質(zhì)溶液中的變色現(xiàn)象。隨著現(xiàn)代納米科技的發(fā)展，膠體金已經(jīng)廣泛應(yīng)用到物理、化學(xué)及生命科學(xué)的各個領(lǐng)域，包括納米材料自組裝、生物標(biāo)記、催化、電化學(xué)、相轉(zhuǎn)移、及生物傳感等iLangmuir，2009, 25 (24), 13840 -13851 ^Nano Today,286-308)。在分析化學(xué)領(lǐng)域，以免疫膠體金快速診斷技術(shù)為代表的膠體金診斷技術(shù)，在臨床醫(yī)學(xué)檢測、激素檢測、食品安全檢測、藥物殘留和毒品快速檢測，以及抗原抗體等諸多診斷領(lǐng)域得到迅速發(fā)展(《安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)》，2010，38(16):8429-8431)。目前在分析化學(xué)及醫(yī)學(xué)臨床檢測中最廣泛使用的是用檸檬酸鈉還原法制備的粒徑為 10-100 納米的膠體金 OVat Phys.Sc1.1973，241，20-22; Chem.Rev., 2012，112 (8)，pp 4469 - 4506)。然而用檸檬酸鈉還原法制備的膠體金在實際應(yīng)用中有以下幾方面的缺點:首先是膠體金的穩(wěn)定性受緩沖電解質(zhì)的影響較大。特別是在鹽濃度較高的情況下，由于金納米粒子表面所帶的部分電荷被中和，納米金在溶液中易發(fā)生團聚現(xiàn)象，從而有可能產(chǎn)生假陽性或假陰性的檢測結(jié)果；第二，雖然標(biāo)記上生物大分子如DNA或蛋白質(zhì)之后，膠體金在電解質(zhì)溶液中的穩(wěn)定性有所增強，但在目標(biāo)分子檢測過程中，膠體金與目標(biāo)物的結(jié)合會導(dǎo)致膠體金大量團聚。隨著團聚體的增大，其表面所帶的電荷逐漸減少，而質(zhì)量卻不斷增加，因此在水溶液中難以再以膠體形式存在，將會隨著反應(yīng)時間的推進以沉淀形式析出，從而不利于對目標(biāo)物的準(zhǔn)確測定(5)胳77，2012, D01: 10.1002/smll.201201061 )。第三，傳統(tǒng)方法制備的膠體金在生物分子標(biāo)記時對目標(biāo)物的選擇性不強，容易產(chǎn)生非特異性吸附，從而影響分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。利用聚乙二醇修飾來提高膠體金的穩(wěn)定性及反應(yīng)的特異性已經(jīng)得到學(xué)術(shù)界的廣泛認(rèn)可，并在醫(yī)學(xué)臨床檢測中得到了推廣應(yīng)用(/辦？泛￡ 5bc.2009，131(13):4783-4787 \Adv.Drug Deliver.Rev.2012, 64, 246-255; Nanoscale, 2012, 4,7135-7142; Biomaterials, 2012, 33(27)，6408 - 6419)。然而目前報導(dǎo)的方法大多為各向同性地在納米金表面修飾上聚乙二醇，因此無法實現(xiàn)對目標(biāo)物的定向反應(yīng)，也無法解決目標(biāo)物結(jié)合后導(dǎo)致的大量膠體金團聚所產(chǎn)生的膠體金沉降問題
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種聚乙二醇部分修飾的膠體金及其制備方法。應(yīng)用該方法制備出的膠體金能同時克服傳統(tǒng)膠體金的三大缺陷，從而增強膠體金在環(huán)境監(jiān)測、食品安全控制及醫(yī)學(xué)診斷等領(lǐng)域的實際應(yīng)用。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種聚乙二醇部分修飾的膠體金的制備方法包括以下步驟:
(1)膠體金的制備:采用傳統(tǒng)的檸檬酸鈉還原法制備檸檬酸鈉保護的膠體金溶液；
(2)納米金在玻璃固相載體上的固定:包括以下三個步驟:
a.將玻璃固相載體浸入體積比為4:1的濃硫酸與過氧化氫的混合溶液中氧化，然后放入超聲儀中超聲；所述的濃硫酸的含量大于等于98% ;所述的過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30% ；
b.將處理過的玻璃固相載體浸入含季銨鹽陽離子表面活性劑的溶液中，靜置過夜；
c.將上述表面組裝有季銨鹽陽離子表面活性劑雙分子層的玻璃固相載體浸入步驟
(I)的檸檬酸鈉保護的膠體金溶液中，靜置30-60分鐘；
(3)聚乙二醇修飾:將步驟(2)中吸附有單層膠體金的玻璃固相載體浸入末端修飾有巰基的聚乙二醇溶液中，靜置反應(yīng)；
(4)聚乙二醇部分修飾膠體金溶液的制備:將步驟(3)中修飾有聚乙二醇的納米金連同玻璃固相載體一起浸入裝有溶劑的容器中，放入超聲儀中超聲；修飾有聚乙二醇的納米金將會從玻璃固相載體表面脫落進入溶劑中，從而得到聚乙二醇部分修飾的膠體金溶液。
所述的步驟(2) a中的氧化時間為5-10分鐘。所述的步驟(2)a中的超聲頻率為20-50 kHz，功率密度為0.1-0.5 W/cm2，超聲時間為10-20分鐘。所述的步驟(2) b中所述的季銨鹽陽離子表面活性劑的通式為
權(quán)利要求
1.一種聚乙二醇部分修飾的膠體金的制備方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)膠體金的制備:采用傳統(tǒng)的檸檬酸鈉還原法制備檸檬酸鈉保護的膠體金溶液； (2)納米金在玻璃固相載體上的固定:包括以下三個步驟: a.將玻璃固相載體浸入體積比為4:1的濃硫酸與過氧化氫的混合溶液中氧化，然后放入超聲儀中超聲；所述的濃硫酸的含量大于等于98% ;所述的過氧化氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30% ； b.將處理過的玻璃固相載體浸入含季銨鹽陽離子表面活性劑的溶液中，靜置過夜； c.將上述表面組裝有季銨鹽陽離子表面活性劑雙分子層的玻璃固相載體浸入步驟(I)的檸檬酸鈉保護的膠體金溶液中，靜置30-60分鐘； (3)聚乙二醇修飾:將步驟(2)中吸附有單層膠體金的玻璃固相載體浸入末端修飾有巰基的聚乙二醇溶液中，靜置反應(yīng)； (4)聚乙二醇部分修飾膠體金溶液的制備:將步驟(3)中修飾有聚乙二醇的納米金連同玻璃固相載體一起浸入裝有溶劑的容器中，放入超聲儀中超聲；修飾有聚乙二醇的納米金將會從玻璃固相載體表面脫落進入溶劑中，從而得到聚乙二醇部分修飾的膠體金溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙二醇部分修飾的膠體金的制備方法，其特征在于:所述的步驟(2) a中的氧化時間為5-10分鐘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙二醇部分修飾的膠體金的制備方法，其特征在于:所述的步驟(2)a中的超聲頻率為20-50 kHz，功率密度為0.1-0.5 W/cm2，超聲時間為10-20分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙二醇部分修飾的膠體金的制備方法，其特征在于:所述的步驟(2) b中所述的季銨鹽陽離子表面活性劑的通式為
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙二醇部分修飾的膠體金的制備方法，其特征在于:所述步驟(2) b中所述的季銨鹽陽離子表面活性劑的濃度為0.02-0.1 M0
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙二醇部分修飾的膠體金的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中所述的末端修飾有巰基的聚乙二醇的分子量在1000-20000之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙二醇部分修飾的膠體金的制備方法，其特征在于:所述步驟(3)中所述的靜置反應(yīng)時間為10-24小時。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙二醇部分修飾的膠體金的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中的超聲頻率為20-50 kHz，功率密度為0.1-0.5 W/cm2，超聲時間為2_3分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚乙二醇部分修飾的膠體金的制備方法，其特征在于:所述步驟(4)中的溶劑是水、緩沖溶液或有機溶劑。
10.一種如權(quán)利要求1所述的方法制得的聚乙二醇部分修飾的膠體金，其特征在于:膠體金表面有80-95%區(qū)域為聚乙二醇所覆蓋，而另外5-20%區(qū)域仍然為裸露的金表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種聚乙二醇部分修飾的膠體金及其制備方法，包括以下步驟(1)膠體金的制備；(2)納米金在玻璃固相載體上的固定；(3)聚乙二醇修飾；(4)聚乙二醇部分修飾膠體金溶液的制備。該方法制備出的膠體金表面有80-95%區(qū)域為聚乙二醇所覆蓋，而另外5-20%區(qū)域則仍然為裸露的金表面。本發(fā)明制備的聚乙二醇部分修飾的膠體金在復(fù)雜介質(zhì)中的穩(wěn)定性和對目標(biāo)蛋白的選擇性識別顯著增強；通過對膠體金的非對稱修飾，可以實現(xiàn)對反應(yīng)的定向調(diào)控，也能解決傳統(tǒng)方法中各向同性膠體金帶來的不可控團聚及沉降問題，有望在納米組裝及生物傳感方面得到廣泛應(yīng)用。
文檔編號B22F1/02GK103071789SQ20131000403
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者郭隆華, 楊黃浩, 尹月春, 謝禮丹, 邱彬, 林振宇, 陳國南 申請人:福州大學(xué)