一种具有表面增强拉曼活性的自组装材料的制备方法

摘要

一种具有表面增强拉曼活性的自组装材料的制备方法，属于材料化学技术领域。本发明包括金纳米粒子合成，金纳米棒合成，金纳米粒子修饰DNA1，金纳米棒修饰DNA2，金纳米棒偶联拉曼信标分子，金纳米棒与金纳米粒子组装及表征。本发明制备出组装结构均一，可控并且具有拉曼活性的纳米材料组装体，使得单分子检测成为了可能。

主权项

1.一种具有表面增强拉曼活性的自组装材料的制备方法，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DNA，金纳米棒修饰DNA，金纳米棒偶联拉曼信标分子，金纳米棒和金纳米粒子组装及表征；工艺步骤为：（1）金纳米粒子合成采用柠檬酸三钠还原氯金酸合成金纳米粒子：洁净的三角烧瓶中加入95mL的水，而后向水中加入5mL的浓度为2g/L的氯金酸，加热，煮沸，紧接着加入2.5mL 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，反应持续6-8min以使柠檬酸三钠完全沉降，最后，溶液冷却至室温，稀释到100mL，4℃保藏，即制得粒径18nm级的金纳米粒子；（2）金纳米棒合成采用晶种生长法合成金纳米棒：晶种合成：28.0℃下0.1mL的2g/L的三水合四氯金酸加入到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；金纳米棒生长：金种子溶液合成好以后，进行金纳米棒的生长，5mL的2g/L的三水合四氯金酸加入到5mL、0.2M十六烷基三甲基溴化铵溶液中，加入4mL的水，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、0.1M抗坏血酸溶液加入上述体系中，28℃下搅拌反应2min，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，制得金纳米棒；（3）金纳米粒子和DNA1偶联步骤（1）合成出的金纳米粒子和巯基修饰的DNA1进行偶联形成Au-DNA1复合体：将步骤（1）制备的10mL的金纳米粒子10000rpm离心10min，用1mL的水分散，10000rpm离心10min，弃上清，用1mL的pH8.0含0.01M的PBS的0.01%的SDS分散，4℃保藏，待用；取上述制备好浓度20nM的金纳米粒子100μL，加入12μL 100μM的DNA1，混匀，振摇反应20min后，用pH8.0含0.01M的PBS的0.01%的SDS，2M的NaCl溶液调至反应体系中NaCl浓度达到50mM，超声10s，振摇反应20min后加入NaCl至反应体系中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0.4M时，室温振摇反应12h；将上述中反应溶液在8000rpm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、待用，制得Au- DNA1复合体；（4）金纳米棒和DNA2偶联采用下述三种方法分别对步骤（2）合成出的金纳米棒的全身、端面及侧面修饰DNA2，制得Au-DNA2复合体：全身修饰：取步骤（2）制备好的浓度20nM的金纳米棒100μL，加入40μL、100μM的DNA2振摇反应12h，5000rpm离心6min，弃上清，用100μL的水分散制得的Au-DNA2-全修饰复合体，水洗一次，4℃保藏、待用；或端面修饰、侧面封闭：取步骤（2）制备好的浓度20nM的金纳米棒100μL，加入1μL的100μM的DNA2振摇反应12h，后加入40μL的100μM辅助DNA3封闭侧面，振摇反应12h，5000rpm离心6min，弃上清，用100μL的水分散所得Au-DNA2-端修饰复合体，水洗一次，4℃保藏、待用；或侧面修饰、端面封闭：取步骤（2）制备好的浓度20nM的金纳米棒100μL，加入1μL的100μM的辅助DNA3振摇反应12h，封闭端面，后加入40μL的100μM的DNA2修饰侧面，振摇反应12h，5000rpm离心6min，弃上清，用100μL的水分散所得Au-DNA2-侧修饰复合体，水洗一次，4℃保藏、待用；对照实验取步骤（2）制备好的浓度20nM的金纳米棒100μL，加入40μL的100μM的辅助DNA3振摇反应12h，5000rpm离心6min，弃上清，用100μL的水分散金纳米棒-DNA3复合体，水洗一次，4℃保藏、待用；（5）金纳米棒修饰拉曼信标分子取步骤（4）修饰好的浓度为20nM的Au-DNA2复合体100μL，加入10μL的100μM的4-氨基苯硫酚ATP乙醇溶液振摇反应12h，5000rpm离心6min，弃上清，用100μL的水分散所制得的Au-DNA2-ATP复合体，水洗一次，4℃保藏、待用；（6）金纳米棒和金纳米粒子组装及表征将步骤（5）制备出的Au-DNA2-ATP复合体和步骤（3）制备出的Au-DNA1复合体进行杂交，形成组装结构，并对此结构进行表征：金纳米粒子围绕金纳米棒组装形成卫星式组装结构取步骤（5）修饰好的全身修饰的金纳米棒：Au-DNA2-全修饰复合体10μL和步骤（3）修饰好的金纳米粒子Au- DNA1复合体50μL，加入60μL、含0.01%的SDS、20mM的KCl、pH7.5的0.01M的Tris-HCl杂交缓冲液，振摇反应12 h；或金纳米粒子围绕金纳米棒侧面组装取步骤（5）修饰好的侧面修饰、端面封闭的金纳米棒：Au-DNA2-侧修饰复合体10μL和步骤（3）修饰好的金纳米粒子Au- DNA1复合体45μL，加入55μL、含0.01%的SDS、20mM的KCl、pH7.5的0.01M的Tris-HCl杂交缓冲液，振摇反应12 h；或金纳米粒子和金纳米棒端面组装取步骤（5）修饰好的端面修饰、侧面封闭的金纳米棒：Au-DNA2-端修饰复合体30μL和步骤（3）修饰好的金纳米粒子Au- DNA1复合体30μL，加入60μL、含0.01%的SDS、20mM的KCl、pH7.5的0.01M的Tris-HCl杂交缓冲液，振摇反应12 h；空白对照实验步骤（3）中所得金纳米粒子50μL和步骤（4）中的辅助DNA3全身修饰的金纳米棒50μL，加入60μL、含0.01%的SDS、20mM的KCl、pH7.5的0.01M的Tris-HCl杂交缓冲液，振摇反应12h。