杯芳烴功能化金納米顆粒及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種杯芳烴功能化金納米顆粒及其制備方法，該金納米顆粒是通過金-巰鍵將杯芳烴CEC4修飾到金納米顆粒表面，所述的杯芳烴CEC4與金納米顆粒的質(zhì)量比為：金納米顆粒通常不用質(zhì)量表示，一般是用濃度表示的。CEC4與金納米顆粒的濃度比為2000000:23；所述的金納米顆粒的粒徑為13nm。本發(fā)明一步法實現(xiàn)水不溶性CEC4對金納米顆粒的功能化，同時，CEC4功能化金納米顆粒在生物胺的檢測中有很強的特異性，利用新型CEC4功能化金納米顆粒的這一重要特性，我們構(gòu)建的生物胺比色傳感器為生物樣品中生物胺含量的檢測提供了更為便捷的方法。
【專利說明】杯芳烴功能化金納米顆粒及其制備方法

【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種杯芳烴功能化金納米顆粒及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]杯芳烴是第三代主體超分子化合物。與第一代超分子化合物冠醚及第二代超分子化合物環(huán)糊精相比，杯芳烴具有富η電子憎水空腔、大小可調(diào)、構(gòu)象可變、易于修飾等優(yōu)點，并且能夠螯合和輸送陽離子、與中性分子等形成包結(jié)配合物、能進行各種選擇性官能化而引入合適的取代基以及幾乎能與所有的金屬形成配合物。杯[4]芳烴是杯芳烴中一類重要的衍生物，已有文獻報道，杯[4]芳烴衍生物(calix[4]arene crown ether, CEC4)具有多種絡合功能，并且對游離氨基具有特異性識別能力。但是，由于CEC4的水不溶性特點，限制了它在生命科學、分離分析、配合物、分子自組裝等眾多領域的應用。
[0003]生物胺是一類具有生物活性含氮的低分子量有機化合物，是生物活性細胞必不可少的組成部分，在調(diào)節(jié)核酸與蛋白質(zhì)的合成、維持細胞膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、離子通道調(diào)控、自由基清除以及調(diào)控細胞增殖等方面起著重要作用。但是，當人體攝入過量的生物胺時，會引起諸如頭痛、惡心、心悸、呼吸紊亂等過敏反應，嚴重的還會危及生命。生物胺存在于多種食品尤其是發(fā)酵食品、水產(chǎn)品及肉類產(chǎn)品等中，對生物胺的檢測就成為食品安全的重要指標。
[0004]比色傳感器是一類以吸光度改變或波峰位移加以測量并伴隨產(chǎn)生顏色差異的傳感器。比色傳感器以特定物質(zhì)在一定波長范圍內(nèi)對電磁波的吸收特性為依據(jù)而建立的定性及定量檢測工具，它因操作簡便、成本低廉、靈敏度高、特異性強和快速檢測等優(yōu)點而得到廣泛應用。
[0005]近些年來，納米材料技術(shù)迅速發(fā)展并被廣泛應用于重金屬離子檢測、藥物輸送、疾病診斷等領域。納米材料本身具有表面效應、微尺寸效應、量子效應和宏觀量子隧道效應等優(yōu)良特性，使其在發(fā)展新型高靈敏度、高穩(wěn)定性、低成本生物傳感器領域成為國內(nèi)外研究熱點。尤其是金納米材料，因其在可見光范圍內(nèi)具有優(yōu)異的光學性能，而成為研究的熱點材料，有著廣泛的應用價值，目前已有商業(yè)化的基于金納米材料的傳感器在市場銷售，如早孕試紙。對金納米顆粒進行特殊修飾可以拓寬其應用范圍，這也受到眾多研究者的青睞，已有的金包磁納米顆粒、多肽功能化金納米顆粒、核酸功能化金納米顆粒等在相應的物質(zhì)檢測中得到了極大應用。由于CEC4的溶解性限制，Secchi等研究者進行CEC4功能化金納米顆粒合成的相轉(zhuǎn)變法即復雜又耗費時間，在一定程度上，對CEC4功能化金納米顆粒的應用造成很大阻礙。因此，不斷探索各種經(jīng)濟簡便的方法進行CEC4功能化金納米顆粒的制備，將會對CEC4的應用產(chǎn)生更為深遠的影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的之一在于提供一種杯芳烴功能化金納米顆粒。
[0007]本發(fā)明的目的之二在于提供該金納米顆粒的制備方法。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明采用如下機理:通過金-巰鍵將CEC4修飾到金納米顆粒表面，一步法合成CEC4功能化金納米顆粒。由于CEC4可以特異性結(jié)合生物胺所含有的自由氨基，而含有多個游離氨基的生物胺可同時結(jié)合多個CEC4功能化金納米顆粒，有一定烷基鏈長的生物胺將兩末端的自由氨基結(jié)合到CEC4包裹的金納米顆粒中時，引起CEC4功能化金納米顆粒分散性的降低并直接致使金納米顆粒之間發(fā)生聚集，表現(xiàn)為波長700nm處吸光度上升和波長520nm處吸光度下降，同時溶液顏色從紅色快速變?yōu)樗{色。
[0009]一種杯芳烴功能化金納米顆粒，其特征在于該金納米顆粒是通過金-巰鍵將杯芳烴CEC4修飾到金納米顆粒表面，所述的杯芳烴CEC4與金納米顆粒的質(zhì)量比為1:1-1:2 ;所述的金納米顆粒的粒徑為5-6nm。
[0010]一種制備上述的杯芳烴功能化金納米顆粒的方法，其特征在于該方法的具體步驟為:在室溫、避光和攪拌條件下，將半胱胺、CEC4和氯金酸按1:500:20的質(zhì)量比加入到二甲亞砜DMSO中，攪拌反應至反應液顏色由淺黃色變?yōu)闊o色；然后，加入的硼氫化鈉溶液，繼續(xù)攪拌，直至反應液顏色變?yōu)樽丶t色；最后，在棕紅色溶液中加入水，繼續(xù)攪拌至溶液變?yōu)樯罴t色，得到杯芳烴功能化金納米顆粒，放于棕色瓶中4°C儲存；所述的硼氫化鈉與氯金酸的摩爾比為:1:2.6-1:2.8
生物胺的比色檢測:取四種生物胺(精胺、亞精胺、尸胺、腐胺)溶液各50μ L，對照組取50 μ L超純水，向其中分別加入50 μ LCEC4功能化金納米顆粒，混合均勻，孵育5min后用移液槍加入到比色皿內(nèi)測量UV光譜。從紫外-可見光光譜可以看到精胺和亞精胺溶液引起CEC4功能化金納米顆粒的聚集反應，表現(xiàn)為波長700nm處吸光度的上升和波長520nm處吸光度的下降，并且溶液顏色從紅色快速變?yōu)樗{色；而空白對照及缺乏足夠烷基鏈長的尸胺和腐胺不能引起CEC4功能化金納米顆粒的聚集反應。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點和特點如下所述:本發(fā)明一步法合成CEC4功能化金納米顆粒，利用金-巰鍵將CEC4修飾到金納米顆粒表面，制備方法簡便，產(chǎn)物形狀為規(guī)則球形，并且具有良好的穩(wěn)定性。這一制備方法在很大程度上拓展了傳統(tǒng)功能化金納米顆粒的制備思路，將會使功能化金納米顆粒在未來的生產(chǎn)、生活以及科研中得到更為廣泛的應用。同時，CEC4功能化金納米顆粒在生物胺的檢測中有很強的特異性。利用新型CEC4功能化金納米顆粒的這一重要特性，我們構(gòu)建的生物胺比色傳感器為生物樣品中生物胺含量的檢測提供了更為便捷的方法。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的CEC4功能化金納米顆粒的透射掃描電鏡圖。

【具體實施方式】
[0013]現(xiàn)將本發(fā)明的具體實施例敘述于后。
[0014]實施例1:本實施例中的杯[4]芳烴功能化金納米顆粒和生物胺比色檢測的制備方法和步驟如下:
(I) CEC4功能化金納米顆粒的制備:首先，室溫條件下，在燒杯中加入DMSO溶液，避光并快速攪拌；接著，一次性快速加入半胱胺溶液、CEC4溶液和氯金酸溶液，攪拌2-3分鐘后，溶液顏色由淺黃色變?yōu)闊o色；然后，快速加入新配制的硼氫化鈉溶液，繼續(xù)攪拌，直至溶液顏色變?yōu)樽丶t色；最后，在棕紅色溶液中加入適量水，繼續(xù)攪拌30分鐘后，溶液變?yōu)樯罴t色，放于棕色瓶中4°C儲存。
[0015](2)生物胺的比色檢測:取四種生物胺(精胺、亞精胺、尸胺、腐胺)溶液各50 μ L，對照組取50 μ L超純水，向其中分別加入50 μ LCEC4功能化金納米顆粒，混合均勻，孵育5min后用移液槍加入到比色皿內(nèi)測量UV光譜。從紫外-可見光光譜可以看到精胺和亞精胺溶液引起CEC4功能化金納米顆粒的聚集反應，表現(xiàn)為波長700nm處吸光度的上升和波長520nm處吸光度的下降，并且溶液顏色從紅色快速變?yōu)樗{色；而空白對照及缺乏足夠烷基鏈長的尸胺和腐胺不能引起CEC4功能化金納米顆粒的聚集反應。
[0016]CEC4功能化金納米顆粒的制備及生物胺比色檢測:
制備條件=DMSO和超純水的混合液。
[0017]測試條件:以波長為400nm-800nm的光為光源，在室溫條件下進行生物胺與CEC4修飾金納米顆粒作用下的UV光譜測定。
[0018]參見附圖1。由圖可見，該方法制備的CEC4功能化金納米顆粒呈規(guī)則的球形，性質(zhì)穩(wěn)定，并且在生物胺類物質(zhì)的檢測中能夠看到明顯的顏色變化。
[0019]本發(fā)明一步法制備的CEC4功能化金納米顆粒,與傳統(tǒng)CEC4功能化金納米顆粒合成的相轉(zhuǎn)變法相比，制備方法簡便，不需要復雜器材，耗費時間少，產(chǎn)物形狀為規(guī)則的球形，并且具有良好的穩(wěn)定性。這一制備方法在很大程度上拓展了傳統(tǒng)功能化金納米顆粒的制備思路，將會使功能化金納米顆粒在未來的生產(chǎn)、生活以及科研中得到更為廣泛的應用。同時，CEC4功能化金納米顆粒在生物胺的檢測中有很強的特異性。利用新型CEC4功能化金納米顆粒的這一重要特性，我們構(gòu)建的生物胺比色傳感器為生物樣品中生物胺含量的檢測提供了更為便捷的方法。
【權(quán)利要求】
1.一種杯芳烴功能化金納米顆粒，其特征在于該金納米顆粒是通過金-巰鍵將杯芳烴CEC4修飾到金納米顆粒表面，所述的杯芳烴CEC4與金納米顆粒的質(zhì)量比為1:1-1:2 ;所述的金納米顆粒的粒徑為5-6nm。
2.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1所述的杯芳烴功能化金納米顆粒的方法，其特征在于該方法的具體步驟為:在室溫、避光和攪拌條件下，將半胱胺、CEC4和氯金酸按1:500:20的質(zhì)量比加入到二甲亞砜DMSO中，攪拌反應至反應液顏色由淺黃色變?yōu)闊o色；然后，加入的硼氫化鈉溶液，繼續(xù)攪拌，直至反應液顏色變?yōu)樽丶t色；最后，在棕紅色溶液中加入水，繼續(xù)攪拌至溶液變?yōu)樯罴t色，得到杯芳烴功能化金納米顆粒，放于棕色瓶中4°C儲存；所述的硼氫化鈉與氯金酸的摩爾比為:1:2.6-1:2.8。
【文檔編號】B82Y30/00GK104148626SQ201410193771
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年5月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月9日
【發(fā)明者】李根喜, 陳紅霞, 張江江, 高艷敏 申請人:上海大學