一種谷胱甘肽-金銀合金納米材料及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無機(jī)納米材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種谷胱甘肽-金銀合金納米材料及其制備方法與應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]在近年的納米材料研究中，貴金屬納米材料在對于DNA，蛋白質(zhì)，金屬離子，過氧化氫，有毒性的陰離子和硫醇類物質(zhì)的檢測中逐漸顯示出它的優(yōu)越性，也吸引研究者越來越多的興趣。但同時，一系列的制備方法，如使用多元醇和微波協(xié)助都會在制備基于金或銀的納米材料中得到應(yīng)用。然而，這些制備方法不僅需要高溫反應(yīng)，更因?yàn)樾枰褂梦⒉òl(fā)生器而產(chǎn)生諸多不便。與單金屬組分的形式相比，多組分的納米材料如金銀納米合金材料憑借著其微觀納米結(jié)構(gòu)容易控制的優(yōu)點(diǎn)，有潛力為生物生化提供一種具有明顯優(yōu)越性的分析方法。
[0003]此外，由于具有更大的比表面積和更易于進(jìn)行表面修飾的優(yōu)點(diǎn)，金銀合金納米材料相比其他材料在實(shí)際應(yīng)用上具有更大的潛力。而與一些傳統(tǒng)的有機(jī)染料相比，該材料具有優(yōu)異的穩(wěn)定性和明顯的強(qiáng)熒光特性。但是目前制備出來的金銀合金納米簇穩(wěn)定性和均勻性都很難控制，工藝復(fù)雜，而且大多數(shù)生產(chǎn)方法都采用有毒試劑，不利于人的身體健康，也不環(huán)保，不適合實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用。因此，如何制備一種操作相對簡單而且環(huán)境友好的，均勻穩(wěn)定，并適合廣泛應(yīng)用的金銀合金納米材料是亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種谷胱甘肽-金銀合金納米材料的制備方法以解決現(xiàn)有制備方法穩(wěn)定性和均勻性難控制，工藝復(fù)雜而且不環(huán)保的問題。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，采用如下的技術(shù)方案:
一種谷胱甘肽-金銀合金納米材料的制備方法，包括以下步驟:
步驟一，制備銀納米粒子溶液。
[0006]步驟二，將谷胱甘肽加入步驟一所得銀納米粒子溶液中，然后在65-70° C下油浴反應(yīng)40-50h后得到淺橙色的溶液，即用谷胱甘肽穩(wěn)定的銀納米粒子溶液(谷胱甘肽-銀納米粒子)；加去離子水?dāng)嚢杈鶆?。油浴反?yīng)是一個內(nèi)核蝕刻過程，反應(yīng)的溫度和時間對用谷胱甘肽穩(wěn)定的銀納米粒子溶液的穩(wěn)定性和均勻性有很大影響。加去離子水可以更好的分散谷胱甘肽穩(wěn)定的銀納米粒子溶液，使其更容易與下一步加入的氯金酸溶液發(fā)生反應(yīng)。
[0007]步驟三，再緩慢的逐滴滴加氯金酸溶液攪拌均勻。接著離心處理得到沉淀物AgCl和上清液。加氯金酸溶液是一個還原反應(yīng)過程。
[0008]步驟四，將步驟三所得上清液與過量的甲醇溶液混合反應(yīng)后在離心處理即得到用谷胱甘肽穩(wěn)定的金銀合金納米材料沉淀物。上清液與過量的甲醇溶液混合反應(yīng)的目的是用甲醇溶液將目標(biāo)物用谷胱甘肽穩(wěn)定的金銀合金納米材料析出。甲醇溶液的去離子水與甲醇的體積比為1:4時谷胱甘肽穩(wěn)定的金銀合金納米材料析出效果最佳。
[0009]步驟五，將步驟四所得沉淀物用適量的PBS緩沖溶液重新溶解得到用谷胱甘肽穩(wěn)定的金銀合金納米材料溶液(谷胱甘肽-金銀合金納米材料)。在2-4° C下保存。
[0010]進(jìn)一步的，步驟一所述銀納米粒子溶液的制備方法包括以下步驟:首先將硝酸銀溶液和檸檬酸三鈉溶液加入去離子水中混合攪拌均勻；再加入新鮮配制的硼氫化鈉溶液混合攪拌至反應(yīng)完全，得到銀納米粒子溶液。
[0011]進(jìn)一步的，所述谷胱甘肽、銀納米粒子和氯金酸物質(zhì)的量之比為1:5.2:10-1:5.5:10。
[0012]進(jìn)一步的，步驟五所述PBS緩沖溶液pH值為7.40，濃度為5-10 mM，含有
0.6-0.9%NaCl。
[0013]進(jìn)一步的，所述硝酸銀溶液、檸檬酸三鈉溶液和硼氫化鈉溶液物質(zhì)的量之比為1:1:1.2-1:1:1.5。
[0014]本發(fā)明的第二個目的在于提供一種用上述方法制備的谷胱甘肽-金銀合金納米材料。
[0015]本發(fā)明的第三個目的在于提供上述谷胱甘肽-金銀合金納米材料的應(yīng)用，以促進(jìn)谷胱甘肽-金銀合金納米材料的廣泛應(yīng)用。
[0016]為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，采用如下的技術(shù)方案:一種谷胱甘肽-金銀合金納米材料的應(yīng)用，主要用于對組氨酸的定量檢測和對人絨毛膜促性腺激素的免疫分析。
[0017]進(jìn)一步的，所述對組氨酸的定量檢測包括以下步驟:
步驟一，將用PBS緩沖液配制的谷胱甘肽-金銀合金納米材料與銅離子溶液充分混合；
步驟二，再加入不同體積的組氨酸溶液，室溫下培育；
步驟三，最后進(jìn)行熒光光譜表征測試，檢測條件可以為:激發(fā)光波長為390 nm，掃描范圍為500~700 nm，激發(fā)光和發(fā)射光狹縫寬度均為10 nm，掃描速率為1200 nm/min，光電倍增管電壓為700 V0
[0018]基本原理就是借助銅離子與組氨酸特異性的高強(qiáng)度結(jié)合，將銅離子在原反應(yīng)體系中爭奪過來，從而實(shí)現(xiàn)對組氨酸的定量靈敏檢測。
[0019]進(jìn)一步的，所述對人絨毛膜促性腺激素的免疫分析包括以下步驟:
步驟一，分別對谷胱甘肽-金銀合金納米材料和磁性納米粒子進(jìn)行表面修飾；
步驟二，將表面修飾過的谷胱甘肽-金銀合金納米材料與不同標(biāo)準(zhǔn)濃度的人絨毛膜促性腺激素抗體溶液在25-37° C下培育到反應(yīng)達(dá)到平衡；
步驟三，將表面修飾過的磁性納米粒子與步驟二所得混合物進(jìn)行培育；隨后，一個“三明治”式的連接物形成，并帶有磁性，最后對混合物進(jìn)行測性分離，得到的上清液用于進(jìn)行熒光分析檢測；
步驟四，對步驟三所得混合物進(jìn)行磁性分離，將得到的上清液進(jìn)行熒光分析檢測，檢測條件為:激發(fā)光波長為390 nm，掃描范圍為500~700 nm，激發(fā)光和發(fā)射光狹縫寬度均為10nm，掃描速率為1200 nm/min，光電倍增管電壓為700 V0
[0020]基本原理是利用抗原-抗體的特異性結(jié)合能力，以及磁性納米粒子的強(qiáng)磁性，可以實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)檢測物的特異性檢測。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的制備方法簡單方便，采用了谷胱甘肽作為還原劑和穩(wěn)定劑，避免了毒性試劑的使用，具備環(huán)境友好性。而且制備出來谷胱甘肽-金銀合金納米材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定均勻，分散性好和強(qiáng)烈的熒光特性，可實(shí)際應(yīng)用于各種生物樣品(如組氨酸和人絨毛膜促性腺激素等)的分析檢測上，包括一些免疫檢測，氨基酸檢測及其他相關(guān)的功能材料檢測應(yīng)用領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0022]圖1為谷胱甘肽-金銀合金納米材料的制備過程示意圖。
[0023]圖2為谷胱甘肽-金銀合金納米材料的三維熒光圖譜。
[0024]圖3為谷胱甘肽-金銀合金納米材料的TEM圖。
[0025]圖4為谷胱甘肽-金銀合金納米材料的粒徑分布圖。
[0026]圖5為氯金酸加入量對谷胱甘肽-金銀合金納米材料的熒光強(qiáng)度優(yōu)化關(guān)系圖。
[0027]圖6為谷胱甘肽-金銀合金納米材料的穩(wěn)定性測試示意圖。
[0028]圖7為谷胱甘肽-金銀合金納米材料的EDS測試示意圖。
[0029]圖8為谷胱甘肽，谷胱甘肽-銀納米粒子和谷胱甘肽-金銀合金納米材料紅外對比圖；其中GSH為谷胱甘肽，GSH-AgNPs為谷胱甘肽-銀納米粒子，GSH-AgAuNAs為谷胱甘肽-金銀合金納米材料。
[0030]圖9為銀納米粒子，谷胱甘肽-銀納米粒子和谷胱甘肽-金銀合金納米材料紫外對比圖；其中AgNPs為銀納米粒子，GSH-AgNPs為谷胱甘肽-銀納米粒子，GSH-AgAuNAs為谷胱甘肽-金銀合金納米材料。
[0031]圖10 為 AgCl 的 XRD 圖譜。
[0032]圖11 為 AgCl 的 SEM 圖。
[0033]圖12為谷胱甘肽-金銀合金納米材料檢測不同濃度組氨酸的熒光光譜圖，組氨酸的濃度從2 μΜ到150 μ Μ。
[0034]圖13為組氨酸的濃度與熒光強(qiáng)度變化圖；組氨酸的濃度從2 μΜ到150 μΜ，插圖為濃度為0-45 μ M的放大圖。
[0035]圖14為谷胱甘肽-金銀合金納米材料對HCG的免疫分析熒光光譜圖，HCG的濃度從 a-1 分別為 0，0.5, I, 5，10，100，200，400 和 600 ng.mL ^
[0036]圖15為HCG的濃度與熒光強(qiáng)度變化圖；HCG的濃度從a_i分別為0，0.5，I, 5，10，100，200，400 和 600 ng.mL1。
【具體實(shí)施方式】
[0037]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0038]實(shí)施例1
谷胱甘肽-金銀合金納米材料的制備方法如圖1所示，包括以下步驟:
步驟一，將2.5mL，10mM的硝酸銀溶液和2.5mL，10mM的檸檬酸三鈉溶液加入到39mL的去離子水中，均勻攪拌。
[0039]步驟二，將6mL，50mM新鮮配制的硼氫化鈉溶液加入到步驟一中的混合溶液當(dāng)中，不停攪拌14h后，得到銀納米粒子溶液。
[0040]步驟三，將307.3mg的谷胱甘肽粉末加入到步驟二所得銀納米粒子溶液當(dāng)中，隨后對混合物在70° C下，油浴反應(yīng)50h，得到淺橙色的溶液，即用谷胱甘肽穩(wěn)定的銀納米粒子溶液。
[0041]步驟四，將4mL步驟三的谷胱甘肽穩(wěn)定的銀納米粒子溶液加入到10.SmL的去離子水中，均勻攪拌；然后在室溫下緩慢逐滴加入1.2mL，1mM的氯金酸溶液(HAuC14*4H20)，繼續(xù)不停攪拌25min，然后在15000rpm下，離心25min，得到沉淀物(AgCl)和上清液。
[0042]步驟五，將步驟四所得上清液與過量的甲醇溶液進(jìn)行徹底的混合反應(yīng)，再在15000rpm下離心35min得到沉淀物。甲醇溶液中去離子水與甲醇的體積比為1:4。
[0043]步驟六，將步驟五所得沉淀物用適量的pH7.40，5mM并含有0.6%的NaCl的PBS緩沖溶液重新溶解，最后保存在2° C下，即可以得到谷胱甘肽-