一种二元等离子纳米粒子位点特异性自组装的方法

摘要

一种二元等离子纳米粒子位点特异性自组装的方法，属于材料化学技术领域。本发明包括金纳米粒子合成，金纳米棒合成，金纳米粒子修饰DNA1，金纳米棒修饰DNA2，DNA复合连接臂的形成，金纳米棒和金纳米粒子组装。本发明选择金纳米棒和金纳米粒子这两种重要的等离子纳米粒子进行制备离散的二元自组装体。金纳米棒具有空间几何和化学各向异性，使得金纳米棒在其空间上不同的位点所带有的物理性质和化学性质是不一样的，因此控制二元金纳米材料的空间位点特异性的技术方法显得尤为重要。本发明提供的二元等离子纳米粒子位点特异性自组装的方法，制备出结构及位点均一，可控，产率高的二元金纳米材料组装体。

主权项

1.一种二元等离子纳米粒子位点特异性自组装的方法，其特征在于包括金纳米粒子合成，金纳米棒合成，金纳米粒子修饰DNA1，金纳米棒修饰DNA2，DNA复合连接臂的形成，金纳米棒和金纳米粒子组装及表征，工艺步骤：（1）金纳米粒子合成金纳米粒子合成采用柠檬酸三钠还原三水合四氯金酸合成18nm的金纳米粒子：洁净的三角烧瓶中加入95mL的超纯水，而后向超纯水中加入5mL的浓度为2g/L的三水合四氯金酸，加热，煮沸，紧接着加入2.5mL新鲜配制的质量浓度1%的柠檬酸三钠溶液，边加热边搅拌，溶液颜色从淡黄色变成红色，持续沸腾反应10min；最后，溶液冷却至室温，稀释到100mL，4℃保藏，即制得18nm的金纳米粒子溶液；（2）金纳米棒合成金纳米棒合成采用晶种生长法合成16nm×50nm的金纳米棒：晶种合成：28℃下0.1mL的2g/L的三水合四氯金酸溶液加入到1mL的0.2M的十六烷基三甲基溴化铵溶液中，溶液颜色由无色变成黄褐色，然后加入0.12mL新配制的0.01M硼氢化钠溶液快速搅拌2min，溶液颜色即由黄褐色变为浅棕色；②金纳米棒生长：种子溶液合成好以后，进行金纳米棒的生长，5mL的2g/L的三水合四氯金酸溶液加入到5mL的0.2 M十六烷基三甲基溴化铵溶液中，加入4mL的超纯水，混匀；0.125 mL的0.01M硝酸银溶液加入到上述混合体系中，混匀；随后将65μL的0.1M抗坏血酸溶液加入上述体系溶液，28℃下搅拌反应2 min，溶液由褐色变成无色；最后，加入0.05mL的晶种溶液轻柔搅拌混匀20s，28℃反应4h，即得金纳米棒溶液；（3）金纳米粒子修饰DNA1步骤（1）合成出来的金纳米粒子和巯基修饰的DNA1进行偶联形成金纳米粒子-DNA1复合物：⑴将步骤（1）制备的10mL的金纳米粒子10000r/min离心10min，沉淀用1mL的水分散，10000r/min离心10min弃上清，用1mL含0.01%SDS的pH8.0的0.01M的PBS缓冲液分散，4℃保藏、待用；⑵取上述⑴制备好的金纳米粒子100μL，加入12μL 100μM的DNA1，混匀，振摇反应20min后，用含0.01%SDS和2M的NaCl的pH8.0的0.01M的PBS缓冲液加至反应体系中，使NaCl浓度达到50mM，超声10s，振摇反应20min后继续加入该缓冲液至反应体系中，使NaCl浓度达到100mM，随后按照NaCl浓度每增加100 mM的梯度重复上述反应过程至体系中NaCl浓度达到0.7M时，室温振摇反应12h；⑶将上述步骤⑵中反应溶液在8000r/min离心10min，弃上清，后用100μL的0.01%的SDS分散沉淀，后用0.01%的SDS的溶液清洗一次，4℃保藏、得金纳米粒子-DNA1复合物，待用；（4）金纳米棒端面修饰DNA2步骤（2）合成的金纳米棒通过一定量的巯基修饰的DNA2修饰到金纳米棒的端面形成金纳米棒-DNA2复合物：取步骤（2）制备好的金纳米棒10μL加入1μL的10μM的DNA2，混匀，室温振摇反应12h，6000r/min离心6 min，弃上清，用10μL的水分散，水洗一次，4℃保藏，得金纳米棒-DNA2复合物，待用；（5）DNA复合连接臂的形成通过加入相应的单链DNA在杂交缓冲液中相互杂交形成DNA复合连接臂以控制金纳米粒子和金纳米棒的位点特异性组装；所用DNA为DNA3和DNA4；分别取5μL的1μM的DNA3和DNA4，加入15μL的含20mM MgCl₂和0.01% SDS的pH 7.5、0.01M的Tris-HCl杂交缓冲液中，混匀，静置反应12h，4℃保藏、待用；（6）金纳米棒和金纳米粒子组装及表征分别取步骤（3）中制备的金纳米粒子-DNA1复合物5μL，步骤（4）制备的金纳米棒-DNA2复合物10μL和步骤（5）制备的DNA复合连接臂0.6μL，加入到16μL的含20mM MgCl₂和0.01%的SDS的pH 7.5、0.01M的Tris-HCl杂交缓冲液中，混匀，静置反应12h；在杂交缓冲液中组装形成金纳米粒子组装到金纳米棒的端面；采用TEM对该组装产物进行表征； DNA1：5’-TAACAATAAT CCCTCAAAAA AAAAA-SH-3’，DNA2：5’-CGTTAGGACT TACGCAAAAA AAAAA-SH -3’，DNA3：5’-GAGGGATTAT TGTTACGTTA GGACTTACGC AAAAAAAAAA -NH₂-3’，DNA4：5’-GCGTAAGTCC TAACG -3’。