等離子激元棒球“玉米”結(jié)構(gòu)的可控組裝方法
【專利說(shuō)明】等離子激元棒球"玉米"結(jié)構(gòu)的可控組裝方法
[0001] 本發(fā)明具體涉及等離子激元棒球"玉米"結(jié)構(gòu)的可控組裝方法，屬于納米材料領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 貴金屬納米顆粒（Au、Ag、Cu等）表現(xiàn)出獨(dú)特且強(qiáng)烈的等離子體共振光譜吸收帶， 通常情況下這個(gè)吸收帶在普通金屬的光譜中是不存在的。因此人們常常利用貴金屬納米顆 粒的表面等離子共振光譜直接觀察單個(gè)金納米顆粒表面的電荷分布改變，進(jìn)而監(jiān)測(cè)化學(xué)反 應(yīng)、吸附、表面沉積等動(dòng)力學(xué)過(guò)程。近年來(lái)，對(duì)于貴金屬納米材料的研宄取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步， 其中研宄最為廣泛是金納米棒和金納米顆粒。金納米棒具有獨(dú)特的表面等離子體共振特 性、良好的穩(wěn)定性、特有的各向異性和生物相容性等特點(diǎn)，是一種優(yōu)異的貴金屬納米材料， 因而在生物傳感、醫(yī)學(xué)成像、癌癥治療、藥物傳輸以及光電子器件開(kāi)發(fā)等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域引起 了廣泛關(guān)注。
[0003] 生物素一親合素系統(tǒng)（Biotin-Avidin -System，BAS)是70年代末發(fā)展起來(lái)的一 種新型生物反應(yīng)放大系統(tǒng)。隨著各種生物素衍生物的問(wèn)世，BAS很快被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)各 領(lǐng)域。近年大量研宄證實(shí)，生物素一親合素系統(tǒng)幾乎可與目前研宄成功的各種標(biāo)記物結(jié)合。 生物素與親和素之間高親合力的牢固結(jié)合以及多級(jí)放大效應(yīng)，使BAS免疫標(biāo)記和有關(guān)示蹤 分析更加靈敏。它已成為目前廣泛用于微量抗原、抗體定性、定量檢測(cè)及定位觀察研宄的新 技術(shù)。
[0004] 目前，關(guān)于金納米棒的研宄越來(lái)多，然而，要將金納米棒在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)實(shí)際 的應(yīng)用，需要進(jìn)一步將金納米棒進(jìn)行一維（1D)、二維（2D)或三維（3D)的有序組裝，構(gòu)建出 功能化的納米組裝體。金納米棒的可控、有序自組裝已經(jīng)成為貴金屬納米材料研宄的熱點(diǎn) 之一，而且也將成為未來(lái)納米材料發(fā)展的重要方向之一。目前研宄最多的是關(guān)于金納米棒 與金納米棒的自組裝，相比而言，將金納米棒與金納米顆粒進(jìn)行組裝，可以協(xié)同金納米棒和 金納米顆粒的優(yōu)良性質(zhì)，放大它們的應(yīng)用。金納米棒和金納米顆粒的組裝可以通過(guò)靜電作 用或共價(jià)偶聯(lián)；通過(guò)核酸分子的雜交；通過(guò)抗體和抗原的相互識(shí)別作用；通過(guò)鏈霉親和素 和生物素特異性識(shí)別等。鏈霉親和素和生物素反應(yīng)是一種生物識(shí)別反應(yīng)，生物素與親和素 間的作用是目前已知強(qiáng)度最高的非共價(jià)作用，親和常數(shù)（K)為10 15mol/L，比抗原與抗體間 的親和力至少高1萬(wàn)倍。相比于其他組裝方法，鏈霉親和素和生物素特異性識(shí)別具有高度 特異性，高度靈敏性，穩(wěn)定性好，不受試劑濃度、PH環(huán)境、抑或蛋白變性劑等有機(jī)溶劑影響等 優(yōu)點(diǎn)，所以通過(guò)鏈霉親和素和生物素特異性識(shí)別可以將金納米棒和金納米顆粒定向組裝成 特定的結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明在于提供一種等離子激元棒球"玉米"結(jié)構(gòu)的可控組裝方法。
[0006] 本發(fā)明技術(shù)方案如下：
[0007] 1、等離子激元棒球"玉米"結(jié)構(gòu)的可控組裝方法，采取以下步驟進(jìn)行組裝：
[0008] 步驟1.制備金納米棒溶液：
[0009] (1).金納米棒的合成：在燒杯中加入40mL 0.1 M十六烷基三甲基溴化銨溶液、 2. OmL 0· OlM HAuCl4溶液和50 μ L~500 μ L 0· OlMAgNO 3溶液，緩慢攪拌使其混合均勻；然 后加入IM鹽酸至pH為1~2 ;之后加入100 μ L~500 μ L 0.0 lM還原劑抗壞血酸ΑΑ，攪拌 均勾后，加入50 μ L~500 μ L現(xiàn)制備的稀釋5倍的3~5nm金種子溶液，攪拌2min后，室 溫靜置2~12h ;
[0010] (2).將上述（1)得到的金納米棒進(jìn)行離心純化：首先，用低速進(jìn)行離心，棄掉下層 的大顆粒得到上清液；然后進(jìn)行高速離心，留下層沉淀，最后，加入超純水至原來(lái)體積；
[0011] 步驟2.制備金納米顆粒溶液：
[0012] 50mL 0. 001~0. 1%的氯金酸在150°C油浴鍋中煮沸，加入5mL 40mM的檸檬酸鈉 溶液，煮沸，大力攪拌15min，關(guān)閉熱源，再大力攪拌15min后，放置室溫冷卻；
[0013] 步驟3.小分子的合成：
[0014] 取 300uL 的
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 等離子激元棒球"玉米"結(jié)構(gòu)的可控組裝方法，其特征在于，采取以下步驟進(jìn)行組 裝： 步驟1.制備金納米棒溶液： (1) .金納米棒的合成：在燒杯中加入40mL 0.001~IM十六烷基三甲基溴化銨溶液、 2. OmL 0· 001 ~IM HAuCl4溶液和 10 μ L ~1000 μ L 0· 001 ~IM AgNO 3溶液，緩慢攪拌使 其混合均勻；然后加入IM鹽酸至pH為酸性；之后加入10 μ L~1000 μ L 0. 001~IM還原 劑抗壞血酸ΑΑ，攪拌均勻后，加入10 μ L~500 μ L現(xiàn)制備的稀釋1~20倍的3~5nm金種 子溶液，攪拌2min后，室溫靜置2~12h ; (2) .將上述（1)得到的金納米棒進(jìn)行離心純化：首先，用低速進(jìn)行離心，棄掉下層的大 顆粒得到上清液；然后進(jìn)行高速離心，留下層沉淀，最后，加入超純水至原來(lái)體積； 步驟2.制備金納米顆粒溶液： 在油浴鍋中將50mL 0. 001~0. 1 %的氯金酸加熱至沸騰，加入1~IOmL檸檬酸鈉溶液 40mM，煮沸，大力攪拌1~30min，關(guān)閉熱源，再大力攪拌1~30min后，放置室溫冷卻； 步驟3.小分子的合成：
在50mM NHS和20mM EDC的共同作用下活化10~60min后，再加 入 30mM strepavidin，25 ~35°C 下震蕩反應(yīng) 1 ~12h ; 步驟4.金納米棒的表面修飾： 取步驟1中制備的金納米棒溶液離心處理后，與步驟3中合成的小分子溶液在室溫下 震蕩反應(yīng)1~12h ;反應(yīng)后離心去除上清液，沉淀加超純水溶解； 步驟5.金納米顆粒的表面修飾： (1) .取步驟2中制備的金納米顆粒，加入一端用biotin修飾另一端是含有疏基氨基酸 的肽鏈〇· 01g/mL，22~35°C下震蕩反應(yīng)1~12h ; (2) .反應(yīng)結(jié)束后，離心去除上清液，沉淀加超純水溶解；再加入BSA 2uM，22~35°C下 震蕩反應(yīng)0.5~IOh; (3) .反應(yīng)后，離心去除上清液，沉淀加超純水溶解； 步驟6.金納米棒跟金納米顆粒進(jìn)行組裝： 取一定量步驟5中修飾過(guò)的金納米顆粒于玻璃瓶中，再向玻璃瓶里逐滴加入步驟4中 修飾過(guò)的金納米棒，滴加完后置于4°C冰箱中靜置過(guò)夜。
2. 依據(jù)權(quán)利要求1中等離子激元棒球"玉米"結(jié)構(gòu)的可控組裝方法，其特征在于，由附 圖1紫外-吸收光譜圖表明該等離子激元棒球"玉米"結(jié)構(gòu)的表面等離子峰位于近紅外區(qū) 域。
3. 依據(jù)權(quán)利要求1中等離子激元棒球"玉米"結(jié)構(gòu)的可控組裝方法，其特征在于，步驟 1中制備的金納米棒，其直徑為20~40nm，長(zhǎng)度為60~90nm〇
4. 依據(jù)權(quán)利要求1中等離子激元棒球"玉米"結(jié)構(gòu)的可控組裝方法，其特征在于，步驟 2中制備的金納米顆粒的大小為15~30nm。
5. 依據(jù)權(quán)利要求1中等離子激元棒球"玉米"結(jié)構(gòu)的可控組裝方法，其特征在于，步驟3 中合成的小分子
與strepavidin 用量的比例為1 :1~1 :1〇。
6. 依據(jù)權(quán)利要求1中等離子激元棒球"玉米"結(jié)構(gòu)的可控組裝方法，其特征在于，步驟 5中所用肽鏈為一端用biotin修飾另一端是巰基氨基酸，中間為不含巰基氨基酸的肽鏈， 氨基酸個(gè)數(shù)為5~25。
7. 依據(jù)權(quán)利要求1中等離子激元棒球"玉米"結(jié)構(gòu)的可控組裝方法，其特征在于，用此 方法不僅可以將金納米棒和金納米顆粒進(jìn)行組裝，Ag、Cu等貴金屬納米棒和納米顆粒都可 以用此方法組裝成等離子激元棒球"玉米"結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本發(fā)明提供了等離子激元棒球“玉米”結(jié)構(gòu)的可控組裝方法。將Au、Ag、Cu等貴金屬納米棒與現(xiàn)合成的小分子通過(guò)與S的共價(jià)結(jié)合修飾上strepavidin，在Au、Ag、Cu等貴金屬納米顆粒表面通過(guò)肽鏈修飾上biotin，最后通過(guò)鏈霉親和素和生物素特異性反應(yīng)，調(diào)節(jié)反應(yīng)用量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)條件等可將納米棒和納米顆粒定向組裝。透射電子顯微鏡表征結(jié)果表明Au、Ag、Cu等貴金屬納米棒和納米顆粒組裝成“玉米”狀結(jié)構(gòu)，且形狀均一，分散性好；紫外-可見(jiàn)吸收光譜表明該等離子激元棒球“玉米”結(jié)構(gòu)的表面等離子峰位于近紅外區(qū)域。組裝后的納米顆粒能協(xié)同Au、Ag、Cu等貴金屬納米棒和納米顆粒的優(yōu)良性質(zhì)，在拉曼成像、光聲成像、光動(dòng)力治療等方面具有更廣泛的應(yīng)用前景。
【IPC分類】B82B3-00, B82Y40-00, B22F1-00, B22F9-24
【公開(kāi)號(hào)】CN104858445
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510142694
【發(fā)明人】張磊, 汪聯(lián)輝, 莫蘭, 黃維, 范曲立
【申請(qǐng)人】南京郵電大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日