文档介绍：纳米金颗粒 AuNps
06012325 荣旭
何为纳米金?
纳米金即指金的微小颗粒,其直径在1~100nm,具有高电子密度、介电特性和催化作用,能与多种生物大分子结合,且不影响其生物活性。由氯金酸通过还原法可以方便地制备各种不同粒径的纳米金,其颜色依直径大小而呈红色至紫色。
常态下的纳米金溶液显示出宝石红色
纳米金的制备
制备纳米金,主要还是采用还原剂,如柠檬酸钠、硼氢化钠等,还原氯金酸。氯金酸在还原剂作用下,可聚合成一定大小的金纳米颗粒,形成带负电的疏水胶溶液。由于静电作用而成为稳定的胶体状态,故称为胶体金。用还原法可以方便地从氯金酸制备各种不同粒径、也就是不同颜色的胶体金
制备方法
×10-3 mol/L 的HAuCl4·4H2O溶液、×10-2 mol/L 的Na3C6H5O7·2H2O 溶液、×10-4 mol/L 的 PVP 溶液, mol/L 的NaBH4 溶液备用。在烧杯中加入10 mL 氯金酸溶液, 10 mL 或不加保护剂溶液, 80 mL 三蒸水, 将烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器上, 边加热边搅拌, 搅拌的转速设置为600 r/min, 加热至75℃, 恒温2 min, 用移液管移取一定体积的还原剂(Na3C6H5O7 或NaBH4)溶液,迅速一次加入到上述混合液, 开始计时, 使液体颜色恒定并持续加热一段时间共9 min, 停止加热, 继续搅拌5 min 后, 停止搅拌, 冷却至室温, 所得液体为纳米金溶胶。
发展历史
16世纪欧洲现代化学的奠基人、杰出的医师、化学家Paracelsus制备出“饮用金”用来治疗精神类疾病
1 857年英国科学家法拉第在研究道尔顿的理论时,利用氯化金还原出含纳米金的溶液,发现在其中加入少量电解质后,可使溶液由红宝石色变为蓝色,并最终凝集为无色,而加入明胶等大分子物质便可阻止这种变化。
1885年纳米金溶液在美国常作为治疗酗酒的主要成分;
l890年Koch医生发现结核杆菌不能够在金的表面存活,同时纳米金被用来治疗关节炎;
1935年芝加哥外科专家Edward等人发现纳米金溶液能有效的减轻患者病痛,强健体质。
1939年Kausche和Ruska用电子显微镜观察金颗粒标记的烟草花叶病毒,呈高电子密度细颗粒状。
1971年Faulk和Taylor首次采用免疫金染色(immunogold staining,IGS)将兔抗沙门氏菌抗血清与纳米金颗粒结合,用直接免疫细胞化学技术检测沙门氏菌的表面抗原,开创了纳米金免疫标记技术。
应用
现代四大标记技术之一的纳米金标记技术(nanogold labelling techique)
实质上是蛋白质等高分子被吸附到纳米金颗粒表面的包被过程。吸附机理可能是纳米金颗粒表面负电荷,与蛋白质的正电荷基团因静电吸附而形成牢固结合,而且吸附后不会使生物分子变性,由于金颗粒具有高电子密度的特性,在金标蛋白结合处,在显微镜下可见黑褐色颗粒,当这些标记物在相应的配体处大量聚集时,肉眼可见红色或粉红色斑点,因而用于定性或半定量的快速免疫检测方法中。由于球形的纳米金粒子对蛋白质有很强的吸附功能,可以与葡萄球菌A蛋白、免疫球蛋白、毒素、糖蛋白、酶、抗生素、激素、牛血清白蛋白等非共价结合,因而在基础研究和实验中成为非常有用的工具。
作为显微镜示踪物
1978年,Geobegan等将纳米金标记抗体用于普通光镜下检测B淋巴细脑表面膜免疫球蛋白,建立了光镜水平的免疫金染色(immunogold staining,IGS)。1981年 Danscher用银显影方法增强金颗粒的可见度,并提高了灵敏度。Holgate等人于1983年建立了用银显影液光镜下金颗粒的可见性的免疫金银染色法(immunogold-siliver staining,IGSS),利用银的增强作用,加大单独金粒子在光镜下可视粒子的半径,增加了小颗粒金粒子的标记密度,提高了灵敏度。1986年Fritz等人又在IGSS法基础上成功地进行了彩色IGSS法,使得结果更加鲜艳夺目。尽管如此,由于亚硝酸银化合物是光敏性的,需要在暗室里进行标记,实验操作非常的不便,改用非光敏的醋酸银化合物,价格又过于昂贵,所以纳米金在光镜中的应用日渐减少。而利用纳米金的高电子密度,能在电镜下清晰的分辨颗粒,作为在透射电镜(TEM)、扫描电镜(sEM)和荧光显微镜的示踪物在电镜免疫化学和组织化学中得到了广泛应用。
应用于均相溶胶颗粒免疫测定技术
均相溶胶颗粒免疫测定法(sol particle immunoassay, SPIA)是利用免疫学反应时金颗粒凝聚导致颜色减退的原理,将纳米金与抗体结合,建立微量凝集试验检测相