本發(fā)明涉及一種具有手性的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米光敏劑的制備方法，屬于材料化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

手性是自然界中一種既奇特又常見(jiàn)的現(xiàn)象，將其應(yīng)用于材料領(lǐng)域制備手性納米材料，尤其是手性金屬納米材料在當(dāng)前引起了人們的廣泛關(guān)注。由于手性金屬納米材料具有獨(dú)特的尺寸效應(yīng)和光學(xué)效應(yīng)，使其本質(zhì)上不同于分子尺寸的手性，可為不對(duì)稱有機(jī)合成，生物應(yīng)用等提供新的機(jī)遇，所以如何獲得具有可見(jiàn)光可調(diào)節(jié)手性的納米結(jié)構(gòu)一直是科學(xué)家努力的方向。

光敏劑是在光化學(xué)反應(yīng)中，把光能轉(zhuǎn)移到一些對(duì)可見(jiàn)光不敏感的反應(yīng)物上以提高或擴(kuò)大其感光性能的物質(zhì)。光敏劑須滿足下述條件：(1)自己能首先被光照射激活；(2)在體系中有足夠的濃度，且能吸收足夠量的光子；(3)必須能把自己的能量傳遞給反應(yīng)物。

通過(guò)納米材料自組裝來(lái)組裝成空殼-衛(wèi)星狀納米結(jié)構(gòu)具有手性的組裝體，來(lái)實(shí)現(xiàn)其高效的產(chǎn)生單線態(tài)氧的能力，用作光敏劑。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是通過(guò)D-半胱氨酸與空殼-衛(wèi)星狀納米結(jié)構(gòu)的結(jié)合，得到具有手性的空殼-衛(wèi)星結(jié)構(gòu)納米光敏劑。

本發(fā)明的技術(shù)方案，一種具有手性的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米光敏劑的制備方法，包括金銀納米粒子的合成，銀核-金衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)的組裝，空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)的制備及修飾D-半胱氨酸的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)的制備，修飾D-半胱氨酸的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米光敏劑產(chǎn)生單線態(tài)氧能力的測(cè)定；

具體步驟如下：

（1）15nm金納米粒子的合成：用檸檬酸鈉還原合成法合成；在潔凈的250mL的錐形瓶中加195mL超純水，加5mL質(zhì)量濃度0.4%的氯金酸溶液，攪拌并加熱至沸騰，7-8min 后加4.8mL質(zhì)量濃度1%的檸檬酸三鈉溶液，至溶液從無(wú)色變?yōu)榫萍t色后，停止加熱，繼續(xù)攪拌，直至冷卻至室溫，即得到粒徑為15nm的金納米粒子；

（2）18-20nm銀納米粒子的合成：取20mL超純水與5mL質(zhì)量濃度為1%的聚乙烯吡咯烷酮混合于錐形瓶中，再加0.6mL 0.1mol/L的硼氫化鈉水溶液和0.6mL的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的檸檬酸三鈉，并進(jìn)行冰浴保護(hù)；然后，將5mL質(zhì)量濃度為1%的聚乙烯吡咯烷酮水溶液和5mL質(zhì)量濃度為0.17% 的硝酸銀水溶液同時(shí)以30mL/h 的速度用注射泵加入到上述溶液中，注意邊攪拌邊加入，待加入結(jié)束后，放置于80℃水浴2h即得到黃色溶液，即18-20nm的銀納米粒子；

（3）銀核-金衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的組裝：

a、將步驟（1）制備所得的1mL的金納米粒子溶液以10000rpm離心10min，除去上清，沉淀重懸于100μL pH=7.5、10mM的磷酸鹽緩沖液中，得到金納米粒子PB溶液，備用；

b、將步驟（2）制備所得1mL的銀納米粒子溶液以7500rpm離心15min，除去上清，沉淀重懸于200μL pH=7.5、10mM的Tris-HCl緩沖液中，得到銀納米粒子Tris-HCl溶液，備用；

c、取步驟a制備的金納米粒子PB溶液100μL，向其中加入2μL、10μM的DNA1溶液混合均勻；取步驟b制備的200μL銀納米粒子Tris-HCl溶液，向其中加入2μL、100μM的DNA2溶液混合均勻，37℃搖晃反應(yīng)12h，分別得到Au-DNA1復(fù)合體及Ag-DNA2復(fù)合體；

d、將步驟c所得Au-DNA1復(fù)合體以10000rpm離心10min，Ag-DNA2復(fù)合體以7500rpm離心15min，除去上清即多余的未偶聯(lián)的DNA，然后將兩者沉淀混合于100μL pH7.5 10mM的Tris-HCl中，搖晃使之充分雜交，反應(yīng)12h，即得到銀核-金衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)組裝體；

（4）空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)的制備：在步驟（3）中制得的100μL銀核-金衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)組裝體溶液中，加入1μL、10mM的HAuCl₄溶液，充分混合，使銀與HAuCl₄發(fā)生Galvanic反應(yīng)，充分震蕩5s，使之成為空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米組裝體；8000rpm離心15min，重懸于100μL pH=9 10mM的Tris-HCl溶液中，即得到空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米組裝體；

（5）修飾有D-半胱氨酸的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)的制備：在100μL步驟（4）制備的重懸于pH為9的Tris-HCl溶液中的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米組裝體中，加入10μL 300μM的D-半胱氨酸，充分混合震蕩15min，之后7500rpm離心15min，即得到手性可調(diào)節(jié)的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米組裝體；通過(guò)圓二色光譜儀可測(cè)得其CD值，并通過(guò)透射電鏡表征其空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)；

（6）修飾D-半胱氨酸的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米光敏劑產(chǎn)生單線態(tài)氧能力的測(cè)定：將步驟（5）中得到的材料離心并重懸于同樣體積的PBS溶液中，與單線態(tài)氧熒光探針混合，并置于532nm右圓偏振光下光照20min，之后用熒光光譜儀檢測(cè)其在504nm激發(fā)下的發(fā)射波譜。

所述DNA序列為DNA1：5’-AAAAAGCAGT TGATCCTTTG GAT-3’； DNA2：5’-AAAAAATCCA AAGGATCAAC TGC-3’。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明提供了具有手性的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米光敏劑的制備方法，并證明了有在光照條件下該空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米光敏劑具有高效產(chǎn)生單線態(tài)氧的能力。

附圖說(shuō)明

圖1是空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米光敏劑的透射電鏡圖。

圖2是空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米光敏劑的圓二色光譜圖。

圖3是修飾D -半胱氨酸的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米光敏劑的單線態(tài)氧熒光探針熒光光譜圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1

所有的玻璃儀器都用王水浸泡過(guò)夜，雙蒸水清洗，晾干備用。實(shí)驗(yàn)中使用的水均為18.2MΩ 的 Milli-Q 超純水。

（1）金納米粒子的合成：15nm金納米粒子的合成：用檸檬酸鈉還原合成法合成；在潔凈的250mL的錐形瓶中加195mL超純水，加5mL質(zhì)量濃度0.4%的氯金酸溶液，攪拌并加熱至沸騰，7-8min 后加4.8mL質(zhì)量濃度1%的檸檬酸三鈉溶液，至溶液從無(wú)色變?yōu)榫萍t色后，停止加熱，繼續(xù)攪拌，直至冷卻至室溫，即得到粒徑為15nm的金納米粒子；

（2）18-20nm銀納米粒子的合成：取20mL超純水與5mL質(zhì)量濃度為1%的聚乙烯吡咯烷酮混合于錐形瓶中，再加0.6mL 0.1mol/L的硼氫化鈉水溶液和0.6mL的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的檸檬酸三鈉，并進(jìn)行冰浴保護(hù)。然后，將5mL質(zhì)量濃度為1%的聚乙烯吡咯烷酮水溶液和5mL質(zhì)量濃度為0.17% 的硝酸銀水溶液同時(shí)以30mL/h 的速度用注射泵加入到上述溶液中，注意邊攪拌邊加入，待加入結(jié)束后，放置于80℃水浴2h即得到黃色溶液，即18nm-20nm的銀納米粒子；

（3）銀核-金衛(wèi)星結(jié)構(gòu)的組裝：

a、將步驟（1）制備所得的1mL的金納米粒子溶液以10000rpm離心10min，除去上清，沉淀重懸于100μL pH=7.5、10mM的磷酸鹽緩沖液中，得到金納米粒子PB溶液，備用；

b、將步驟（2）制備所得1mL的銀納米粒子溶液以7500rpm離心15min，除去上清，沉淀重懸于200μL pH=7.5、10mM的Tris-HCl緩沖液中，得到銀納米粒子Tris-HCl溶液，備用；

c、取步驟a制備的金納米粒子PB溶液100μL，向其中加入2μL、10μM的DNA1溶液混合均勻；取步驟b制備的200μL銀納米粒子Tris-HCl溶液，向其中加入2μL、100μM的DNA2溶液混合均勻，37℃搖晃反應(yīng)12h，分別得到Au-DNA1復(fù)合體及Ag-DNA2復(fù)合體；

d、將步驟c所得Au-DNA1復(fù)合體以10000rpm離心10min，Ag-DNA2復(fù)合體以7500rpm離心15min，除去上清即多余的未偶聯(lián)的DNA，然后將兩者沉淀混合于100μL pH7.5 10mM的Tris-HCl中，搖晃使之充分雜交，反應(yīng)12h，即得到銀核-金衛(wèi)星狀組裝體；

DNA1：5’-AAAAAGCAGT TGATCCTTTG GAT-3’

DNA2：5’-AAAAAATCCA AAGGATCAAC TGC-3’

（4）空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)的制備：在步驟（3）中制得的100μL銀核-金衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)組裝體溶液中，加入1μL、10mM的HAuCl₄溶液，充分混合，使銀與HAuCl₄發(fā)生Galvanic反應(yīng)，充分震蕩5s，使之成為空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米組裝體；8000rpm離心15min，重懸于100μL pH=9 10mM的Tris-HCl溶液中，即得到空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米組裝體；

（5）修飾有D-半胱氨酸的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)的制備：在100μL步驟（4）制備的重懸于pH為9的Tris-HCl溶液中的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米組裝體中，加入10μL 300μM的D-半胱氨酸，充分混合震蕩15min，之后7500rpm離心15min，即得到手性可調(diào)節(jié)的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米組裝體；通過(guò)圓二色光譜儀可測(cè)得其CD值，并通過(guò)透射電鏡表征其空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)；

（6）修飾有D-半胱氨酸的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)納米光敏劑產(chǎn)生單線態(tài)氧的能力：將步驟（5）中得到的材料D-半胱氨酸修飾的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)于8000rpm離心10min，并重懸于同樣體積的PBS溶液中，向其中加入5μM單線態(tài)氧熒光探針，并置于532nm右圓偏振光下光照20min，之后用熒光光譜儀檢測(cè)其在504nm激發(fā)下的發(fā)射波譜。用D-半胱氨酸修飾的空殼-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)的單線態(tài)氧熒光探針熒光光譜圖如圖3所示。