一种金银核壳结构-金二聚体手性组装体的制备方法

摘要

一种金银核壳结构-金二聚体手性组装体的制备方法，属于材料化学技术领域。本发明包括金纳米粒子的合成，金银核壳结构的形成，金纳米粒子的DNA修饰，以及金银核壳结构-金二聚体组装与表征。本发明选择金纳米粒子为激元，先在其表面生长一层银，形成金银核壳结构；然后利用DNA组装的方法，把金银核壳结构与未长银的金纳米粒子组装成二聚体结构。本发明提供了金银核壳结构-金二聚体手性组装体的制备，能够制备出结构均一，信号可控的金银核壳结构-金二聚体手性组装产物。

说明书

技术领域

一种金银纳米壳核结构-金二聚体手性组装体的制备方法，属于材料化学技 术领域。

背景技术

金银壳核异质结构作为一种双金属纳米材料，能够将两种不同的金属材料 整合在一个整体上，从而表现出前所未有的物理、化学性质。将金银壳核纳米 材料以一定的形式组装成二聚体后，一方面由于纳米粒子表面的等离子体共振 与手性配体偶极之间的耦合，另一方面异质二聚体的不对称结构，使得这种二 聚体等离子激元能够在可见光区表现出强烈的圆二色性。

发明内容

本发明的目的是提供一种金银核壳结构-金二聚体手性组装体的制备方法， 使得这种二聚体等离子激元能够在可见光区表现出强烈的圆二色性。

本发明的技术方案：一种金银核壳结构-金二聚体手性组装体的制备方法， 包括金纳米粒子的合成，金银核壳结构的形成，金纳米粒子的DNA修饰，以及 金银核壳结构-金二聚体组装与表征。本发明选择金纳米粒子为激元，先在其表 面生长一层银，形成金银核壳结构。然后利用DNA组装的方法，把未长银的金 纳米粒子与金银核壳结构组装成金银核壳结构-金二聚体结构。具体工艺步骤：

（1）金纳米粒子的合成

单宁酸还原法。

（2）金银核壳结构的形成

采用生长法在步骤（1）合成的金纳米粒子表面形成金银核壳结构。

（3）金纳米粒子的DNA修饰

步骤（1）与步骤（2）中合成的纳米材料分别与修饰巯基的DNA1、DNA2 偶联形成Au-DNA1、AuAg-DNA2复合体。

（4）金银核壳结构-金二聚体组装与表征

将步骤（3）中得到的Au-DNA1、AuAg-DNA2复合体杂交，形成组装结 构，并对此结构进行表征。

所述金纳米粒子的合成：

在洁净的三角烧瓶中加入77.5mL的Milli-Q超纯水，向其中加入2.5mL浓 度为4g/L的氯金酸，混匀后放入60℃水浴中孵育，此为溶液一。另取一洁净的 三角烧瓶加入4mL 1%的柠檬酸钠，0.1mL 1%单宁酸，0.1mL 25mM碳酸钾溶液， 再加入15.8mL Milli-Q超纯水，混匀后放入60℃水浴中孵育，此为溶液二。当 溶液一与溶液二都孵育至60℃时，将溶液二迅速倒入溶液一中，并在60℃下搅 拌2h，至颜色不变为止。

所述金银核壳结构的合成：

将步骤（1）合成的金纳米粒子13000rpm离心10min，去上清后，沉淀重 悬于100μL超纯水中，取50μL浓缩重悬后的金纳米粒子，加入200μL1%的聚 乙烯吡咯烷酮和100μL的0.1M PBS混匀，在相同体系中分别加入0μL、10μL、 30μL、50μL、70μL、100μL的1mM硝酸银溶液，再依次加入与硝酸银相等体 积的10mM抗坏血酸溶液。在室温下避光振荡3h后，10000rpm离心10min， 去上清，沉淀重悬于100μL超纯水中。

所述金纳米粒子的DNA修饰

取步骤（1）合成的金纳米粒子13000rpm离心10min，浓去上清后，沉淀 重悬于100μL超纯水中，并按摩尔浓度比金纳米粒子:DNA1为1:5的偶联比进 行偶联，得到Au-DNA1复合体。将步骤（2）得到的金银壳核结构按摩尔浓度 比金银核壳结构:DNA2为1:5的偶联比进行偶联，得到AuAg-DNA2复合体。

所述金银壳核结构-金二聚体组装：

将步骤（3）中偶联有DNA的Au-DNA1、AuAg-DNA2复合体按体积比 1:1混匀，室温振荡反应12h，即得到金银壳核结构-金二聚体AuAg-Au。

所述金银壳核结构-金二聚体表征：采用电镜表征及圆二色谱表征。

所述DNA的编号、序列及长度如表1所示。

表1 DNA的编号、序列及长度

编号 序列(5’-3’) 长度 DNA1 TAGGAATAGT TATAAAAAAA AAAAA 25 DNA2 TTATAACTAT TCCTAAAAAA AAAAA 25

注：本发明所使用的DNA均购自中国上海生工生物工程有限公司，并通过 聚丙烯酰胺凝胶电泳进行纯化。

本发明的有益效果：本发明提供了金银核壳结构的合成，及其与金纳米粒 子的组装，能够制备出结构均一，信号可控的金银核壳结构-金组装体。

附图说明

图1金银核壳结构-金二聚体透射电镜图；(a)Au dimer，(b)Au10μL  Ag-Au，(c)Au30μL Ag-Au，(d)Au50μL Ag-Au，(e)Au70μL Ag-Au，(f) Au100μL Ag-Au。

图2金银核壳结构-金二聚体紫外-可见光吸收图谱。1、Au dimer，2、 Au10μL Ag-Au，3、Au30μL Ag-Au，4、Au50μL Ag-Au，5、Au70μL  Ag-Au，6、Au100μL Ag-Au。

图3金银核壳结构-金二聚体圆二色图谱。1、Au dimer，2、Au10μL Ag-Au， 3、Au30μL Ag-Au，4、Au50μL Ag-Au，5、Au70μL Ag-Au，6、Au100μL  Ag-Au。

具体实施方式

实施例1

所有的玻璃仪器都用王水浸泡过夜，双蒸水清洗，晾干备用。实验中使用 的水均为18.2MΩ的Milli-Q超纯水。

金纳米粒子的合成：

在洁净的三角烧瓶中加入77.5mL的Milli-Q超纯水，向其中加入2.5mL浓 度为4g/L的氯金酸，混匀后放入60℃水浴中孵育，此为溶液一。另取一洁净的 三角烧瓶加入4mL 1%的柠檬酸钠，0.1mL 1%单宁酸，0.1mL 25mM碳酸钾溶液， 再加入15.8mL Milli-Q超纯水，混匀后放入60℃水浴中孵育，此为溶液二。当 溶液一与溶液二都孵育至60℃时，将溶液二迅速倒入溶液一中，并在60℃下搅 拌2h，至颜色不变为止，即得到10nm左右的金纳米粒子。

金银核壳结构的形成：

将上述步骤中的金纳米粒子13000rpm离心10min，去上清后，沉淀重悬于 100μL超纯水中，取6个1.5mL离心管分别加入50μL浓缩后的金纳米粒子， 加入200μL 1%的聚乙烯吡咯烷酮和100μL的0.1M PBS，混匀后依次分别加入 0μL、10μL、30μL、50μL、70μL、100μL1mM硝酸银溶液，同时加入与硝酸银 溶液等体积的10mM抗坏血酸溶液。在室温下避光振荡3h后，10000rpm离心 10min，去上清，沉淀重悬于100μL超纯水中。

金纳米材料与DNA偶联：

取上述合成的金纳米粒子13000rpm离心10min，去上清后，沉淀重悬于 100μL超纯水中，并按纳米粒子:DNA摩尔浓度比为1:5的偶联比进行偶联，得 到Au-DNA1复合体。将上述得到的金银壳核结构同样按纳米粒子:DNA摩尔浓 度比为1:5的偶联比进行偶联，得到AuAg-DNA2复合体。

DNA1：5’-TAGGAATAGT TATAAAAAAA AAAAA-3’，

DNA2：5’-TTATAACTAT TCCTAAAAAA AAAAA-3’；

金银壳核结构-金二聚体组装：

将上述偶联有DNA的Au-DNA1、AuAg-DNA2复合体按体积比1:1混匀， 室温振荡反应12h，即得到金银壳核结构-金二聚体AuAg-Au。

金银壳核结构-金二聚体的表征

电镜表征：分别取7μL的上述金银核壳结构-金二聚体滴加到碳膜支持的铜 网上，在红外灯下进行干燥。投射电镜采用JEOL JEM-2100型号的电镜，其加 速电压为200kV。圆二色谱表征：分别取100μL的上述样品加入到比色皿中， 25℃下用圆二色谱仪测定信号。