正电性金属荧光纳米点、制备方法
金属纳米荧光材料与以往的小分子染料和荧光蛋白相比,这些荧光纳米材料有着优越的光物理特性、大的比表面积、简单的表面靶向作用以及荧光可调性,使其在生物传感、分子成像、光电子学、纳米医学等领域有着广阔的应用前景,成为科学家关注的焦点。目前,已报道合成多种的金属荧光纳米材料,比如,这些材料在水溶液中多数显示表面负电性,与生物体中带负点性的基因蛋白质等相互作用较弱,这大大限制了这些纳米材料在基因负载与基因治疗领域的应用。正电性纳米荧光材料是一种公认可以提高基因转染效率的荧光材料。这种材料通过表面正电性配体与负电性的生物基因相作用,同时利用荧光功能作为探针追踪基因的转染行为。目前已有报道合成的正电性纳米材料主要为两步法(Nanoscale, 2013, 5,6154 - 6160),合成的方法繁琐且条件相对苛刻,并且在反应过程中需要加入多种配体。因此,探索以简单有效的方法合成水相正电性金属荧光纳米点成为重要的研究方向。
本文提供了一种表面正电性的金属荧光纳米点、制备方法及其在细胞荧光成像方面的应用。此方法具有广泛性,可以制备多种具有正电性的金属纳米点。首先,在加热的条件下利用还原剂合成得到尺寸较大的银纳米粒子,以其作为模版剂,加入一定量的水溶性正电性高分子作为稳定剂,再加入一定浓度金属离子,混合均匀,加热搅拌一段时间,制备出水溶性金属纳米点。离心后将溶液部分用异丙醇沉淀,离心得到固体再用水分散,最终得到分散在水溶液中的正电性的金属纳米点
具体制备步骤如下:
I)在浓度为0.01〜50mmol/L(优选为0.01〜10mmol/L,进一步优选为0.1〜5mmol/L)的 Ag+离子溶液中(可以是 AgNO 3、CH3C00Ag、AgF、Ag2SOzp AgClO4等的水溶液),加入还原剂(可以是硼氢化钠、水合肼、柠檬酸钠、抗坏血酸等),还原剂与Ag+离子的摩尔比为I〜10:1,加热至80〜100°C反应10〜360min(优选为30〜240min,进一步优选为40〜120min),离心取沉淀,得到粒径为60〜80nm的Ag纳米粒子,然后分散至水中,Ag纳米粒子的浓度为0.5〜5mmol/L ;
2)在上述反应得到的Ag纳米粒子的水溶液中加入金属盐(可以是氯金酸、氯铂酸、氯化钯等),再加入具有正电性的高分子(可以是聚乙烯亚胺、聚丙烯胺盐酸盐、甲壳素等含有氨基的高分子)作为稳定剂,Ag纳米粒子、金属离子与稳定剂的摩尔比为10〜100:50〜200:1(优选为30〜80:50〜100:1,进一步优选为30〜50:60〜80:1);然后在50〜90°C油浴下揽摔30min〜480min(优选为30min〜360min,进一步优选为60min〜300min),反应结束后离心,向清液中加入异丙醇(其体积为溶液体积的2〜10倍)作为沉淀剂,沉淀后再离心,得到的固体产物即为金属纳米点。
本文金属纳米点的制备方法具有以下特点:适用性广泛,可制备多种金属纳米点;纳米点尺寸在2nm至3nm可控合成、粒径均匀、具有优良的荧光发射及表面正电性。制备过程使用水溶性带正电高分子作为稳定剂,因此环境污染小、产物纯度高,金属纳米点表现出良好的光学性质和水溶性。另外,此种正电性金属荧光纳米材料制备方法简单、条件温和、容易操作、重复性好、可以大量生产。适用于细胞荧光成像和标记、基因负载、转染和基因治疗等领域。