本發(fā)明涉及一種核殼結構au@co(oh)2納米微球的制備方法，特別涉及熒光強度、co(oh)2殼層厚度及磁飽和強度可調控的納米微球的制備方法。

背景技術：

熒光與磁共振成像在生物醫(yī)學領域都具有重要的作用(g.nwang,scientificreports,2016,6,28258)。然而，各種成像模式都有其優(yōu)點及缺陷。單模態(tài)成像探針所獲得的信號并不能滿足臨床生物醫(yī)學診斷中對準確性的高度需求。多模態(tài)成像探針可以將幾種成像模式的優(yōu)勢集合起來，從而實現準確、快速的疾病診斷和治療。因此，制備兼具熒光及磁性的納米復合微球，對于開發(fā)雙模態(tài)成像探針具有迫切的必要性。

金納米簇(au@bsancs)是一種新興的納米熒光材料。由于其超小的尺寸，良好的生物相容性，近紅外熒光發(fā)射，發(fā)射光譜窄、峰形對稱等特點(j.p.xie,j.am.chem.soc.2009,131,888–889)，正廣泛地作為探針應用于生物熒光成像領域。然而，到目前為止，對于以熒光auncs為核，制備兼具熒光及磁性的納米復合微球的研究工作還相對較少，一定程度上限制了熒光-磁性納米微球在生物醫(yī)學成像領域的應用。

技術實現要素：

本發(fā)明旨在提供一種核殼結構au@co(oh)2納米微球的制備方法及通過該方法所得產品。該本發(fā)明提供的核殼結構au@co(oh)2納米微球的熒光強度及磁飽和強度可控，并且制備方法過程簡單、可重復性高、條件溫和。

本發(fā)明提供了一種核殼結構au@co(oh)2納米微球的制備方法，首先采用auncs作為優(yōu)良的熒光信號源，在ph為7.5-9.5的條件下，以氨水作為絡合劑，往auncs水溶液中緩慢滴加co(no3)2溶液，從而在auncs表面沉積得到co(oh)2殼層，得到核殼結構au@co(oh)2納米微球。

上述制備方法具體包括以下步驟：

①金納米簇的合成：將反應容器用王水、乙醇、二次蒸餾水依次洗滌后，先加入牛血清白蛋白溶液，再加入氯金酸溶液并攪拌，控制反應溫度為35℃-40℃，2分鐘后加入氫氧化鈉溶液，反應進行12h-18h后得到au@bsancs溶液，所得產物透析36h-48h，從而去除未反應的bsa及naoh；

②au@co(oh)2納米微球的合成：將上述步驟①制備所得au@bsancs原液用去離子水稀釋5-15倍，隨后加入稀氨水調節(jié)溶液ph為弱堿性（7.5-9.5），隨后采用微量進樣器移取co(no3)2溶液并緩慢滴加到auncs溶液中（滴加速度控制為50μl/min-100μl/min），以防止au@bsancs發(fā)生局部聚集現象；滴加完畢后混合溶液反應2~4小時得到核殼結構au@co(oh)2納米微球。通過控制co(no3)2溶液的濃度及總加入時間，實現對co(oh)2殼層厚度的調控。

上述制備方法中，所述金納米簇au@bsancs的合成中，氯金酸溶液的濃度為5-20mm，牛血清白蛋白溶液濃度為30-50mg/ml，氫氧化鈉溶液濃度為0.5-1.0mol/l；氯金酸溶液、牛血清白蛋白溶液與氫氧化鈉溶液的體積比為5~10:10:1。

上述制備方法中，所述au@co(oh)2納米微球的合成中，所用auncs的濃度為0.01-3.0mg/ml，氨水濃度為1.0-5.0mm、co(no3)2溶液的濃度為1.0-10.0μm。

上述制備方法中，所述au@co(oh)2納米微球的合成中，auncs、氨水、co(no3)2溶液的體積比為1:0.2~0.5:5~50，反應溫度為20℃-30℃。

本發(fā)明提供了一種根據上述方法制備得到的核殼結構au@co(oh)2納米微球。

本發(fā)明利用auncs表面穩(wěn)定劑bsa上豐富的組氨酸會與co²⁺間發(fā)生強螯合作用，在auncs水溶液中緩慢滴加co(no3)2溶液，以氨作為絡合劑，于弱堿性條件下，通過液相化學沉淀包覆的方法在auncs表面包覆了一層co(oh)2殼層，其反應方程式如下：

co²⁺+nnh3+(n-6)h2o→[co(nh3)nh2o(n-6)]²⁺

[co(nh3)nh2o(n-6)]²⁺+2oh^-+6h2o→co(oh)2↓+nnh3·h2o

co²⁺先與nh3發(fā)生絡合反應，然后鈷氨絡合物緩慢釋放出co²⁺與oh^-1反應生成co(oh)2，根據結晶學原理，當體系的co(oh)2濃度超過其非均質形核的過飽和度時，co(oh)2便會在auncs表面形核并長大，隨著反應時間的延長，auncs表面便會均勻的包覆上co(oh)2層。本發(fā)明制備所得au@co(oh)2納米微球兼具優(yōu)良的近紅外熒光及磁性，有望被發(fā)展為近紅外熒光-磁共振雙模態(tài)成像探針。

本發(fā)明的有益效果：

1）本發(fā)明制備au@co(oh)2納米微球的方法過程簡單、可重復性高，條件溫和；

2）通過控制auncs溶液的濃度，可實現對au@co(oh)2納米微球的熒光強度調控；通過控制co(no3)2的加入濃度及總加入時間，可實現對co(oh)2殼層厚度及磁飽和強度的調控；

3）在auncs表面形成磁性包覆層后，可以鈍化其表面缺陷，對其熒光發(fā)射性能起到保護作用，并可賦予其磁性功能，拓寬了auncs的應用范圍。

附圖說明

圖1是實施例1中所制備的auncs在高分辨透射電子顯微鏡下的照片。

圖2是具有不同co(oh)2殼層厚度的au@co(oh)2納米微球的熒光光譜圖。

圖3是實施例1中制備所得au@co(oh)2納米微球的磁化曲線。

具體實施方式

下面通過實施例來進一步說明本發(fā)明，但不局限于以下實施例。

實施例1：一種核殼結構au@co(oh)2納米微球的制備方法

具體制備過程包括如下步驟：

①金納米簇（au@bsancs）的合成：將反應容器用王水、乙醇、二次蒸餾水依次洗滌后，先加入1ml濃度為50mg/ml的牛血清白蛋白（bsa）溶液，再加入1ml濃度為10mm的氯金酸（haucl4）溶液并攪拌（37℃），2分鐘后，加入0.1ml濃度為1.0mol/l的氫氧化鈉（naoh）水溶液，反應進行12h后得到au@bsancs溶液，所得產物透析48h，去除未反應的bsa及naoh；

②au@co(oh)2納米微球的合成：取上述步驟①制備所得au@bsancs原液1.0ml，用去離子水稀釋15倍，攪拌均勻后，往錐形瓶中加入0.2ml濃度為1.0mm的稀nh3﹒h2o，調節(jié)溶液ph約9.0，再采用微量進樣器移取濃度為2.0μm的co(no3)2溶液5ml，緩慢滴加入上述溶液中。為了防止au@bsancs發(fā)生局部聚集現象，co(no3)2溶液的滴加速度控制為50μl/min，滴加總時間控制為100min，隨后，該混合溶液在25℃下繼續(xù)反應2h，得到au@co(oh)2納米微球。

實施例2：一種核殼結構au@co(oh)2納米微球的制備方法

實驗條件和操作步驟與實施例1部分相同，改變的條件如下：

取上述步驟①制備所得au@bsancs原液1.0ml，用去離子水稀釋10倍，攪拌均勻后，往錐形瓶中加入0.3ml濃度為3.0mm的稀nh3﹒h2o，調節(jié)溶液ph約9.0左右，再采用微量進樣器移取濃度5.0μm的co(no3)2溶液5ml，緩慢滴加入上述溶液中。為了防止au@bsancs發(fā)生局部聚集現象，co(no3)2溶液的滴加速度控制為80μl/min，滴加總時間控制為63min，隨后，該混合溶液在25℃下繼續(xù)反應3h，得到au@co(oh)2納米微球。。

實施例3：一種核殼結構au@co(oh)2納米微球的制備方法

實驗條件和操作步驟與實施例1部分相同，改變的條件如下：

取上述步驟①制備所得au@bsancs原液1.0ml，用去離子水稀釋5倍，攪拌均勻后，往錐形瓶中加入0.5ml濃度為5.0mm的稀nh3﹒h2o，調節(jié)溶液ph約9.0左右，再采用微量進樣器移取濃度為8.0μm的co(no3)2溶液10ml，緩慢滴加入上述溶液中。為了防止au@bsancs發(fā)生局部聚集現象，co(no3)2溶液的滴加速度控制為100μl/min，滴加總時間控制為100min，隨后，該混合溶液在25℃下繼續(xù)反應4h，得到au@co(oh)2納米微球。

如圖1所示為實施例1中所制備的au@bsancs，其金核粒徑約為1.0nm，但其表面穩(wěn)定劑bsa因分子密度小，因此在tem中并不能明顯觀察到。

如圖2所示，用熒光分光光度計測定實施例1~3制備所得的au@co(oh)2納米微球的熒光光譜圖（熒光分光光度計：horiba，日本，fluoromax-4；激發(fā)狹縫10nm，發(fā)射狹縫10nm，激發(fā)波長設定在400nm，在450-750nm范圍內記錄熒光發(fā)射光譜的實驗數據，光電培增管的電壓為950v）。如圖2中所示：曲線（1）所對應即為按照實施例1的步驟制備所得au@co(oh)2納米微球的熒光光譜圖；曲線（2）所對應即為按照實施例2的步驟制備所得au@co(oh)2納米微球的熒光光譜圖；曲線（3）所對應即為按照實施例3的步驟制備所得au@co(oh)2納米微球的熒光光譜圖。

如圖3所示即為按照實施例1的步驟制備所得au@co(oh)2納米微球的磁化曲線。用物性測量系統(tǒng)（quantumdesign，美國，ppms）測試制備所得的au@co(oh)2納米微球的磁化曲線及飽和磁化強度，在2-300k的溫度范圍（溫控精確度±1%）、磁場從0.5-9特斯拉。