專利名稱：基于羊抗人抗體為軟模板控制合成納米粒子硫化汞的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米粒子硫化汞的制備方法，屬于納米材料硫化汞的合成和應(yīng)用領(lǐng)域，具體是一種基于羊抗人抗體為軟模板控制合成納米材料硫化汞的方法。
背景技術(shù)：
近年來，半導(dǎo)體納米材料的研究已經(jīng)引起了各領(lǐng)域的關(guān)注。這是因?yàn)榕c其他材料相比，半導(dǎo)體納米材料在光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)和化學(xué)性質(zhì)等方面具有一定的特性(Fan H. J.， Knez Μ. , Scholz R. , Nielsch K. , Pippel Ε. , Hesse D. , Zacharias Μ. , Gosele U. Nat. Mater. 2006，:627 - 631; Liu Ζ. P., Liang J. B.，Xu D.，Lu J. , Qian Y. Τ. Chem. Commun. 2004，i'J:2724; Yang L. , Xing R. Μ. , Shen Q. Μ. , Jiang K. , Ye F., Wang J. Y. , Ren Q. S. J. Phys. Chem. B 2006, 770:10534 - 10539.)。因此在未來的電子、生物、涂料、制藥等眾多行業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景。目前有關(guān)II -VI族納米材料的研究主要是針對(duì)硫化鋅、硫化鎘、硫化鉛等化合物(Ma Y. R., Qi L. M., Ma J. M., et al. Langmuir 2003，7^:9079 — 9085; Zhang X. J. , Xie Y. , Zhao Q. R. , et al. New. J. Chem. 2003, 27, 827 - 830.)。由于汞的毒性和合成上的一些困難，有關(guān)硫化汞化合物半導(dǎo)體納米材料研究的報(bào)道比較少。傳統(tǒng)的制備納米硫化汞的方法主要有為機(jī)械粉碎法、液相沉積法、激光氣相沉積法、溶膠一凝膠法、蒸發(fā)冷凝法、溶劑熱合成法、輻射合成法、微乳液合成法等(Zhu J. J., Liu S. W. , Palchik 0. et al. J. Solid State Chem. 2000，153, 342; Zeng J. H., Yang J. , Qian Y. Τ. Mater. Res. Bull. 2001, 36, 343; Li Y. D. , Ding Y. , Liao H. W. , et al. J. Phys. Chem. Solids 1999，60, 965; Weiedemeier H. , Ge Y. R., Huthins M. A.，et al. J. Crystal. Growth 1995，146\ 610 - 618;郭學(xué)鋒，丁維平， 顏其潔，^ 眾##痕，2000，76以」527 - 530;61^^6讓&811六·，Korgel B. A. Langmuir 2005，27:9451 - 9456; Lee S. Μ. , Jun Y. W., Cho S. N., Cheon J. Am. J. Chem. Soc. 2002，7匆11244 - 11245; Ma Y.，Qi L.，Ma J. , Cheng H.，Shen W. Langmuir 2003， 7^:9079 - 9085; Tran D. Τ. Τ., Beltran L. Μ. C. , Kowalchuk C. Μ., Tre ak N. R., Taylor N. J. , Corrigan J. F. Inorg. Chem. 2002，47:5693 - 5698·)。這些反應(yīng)通常需要的溫度比較高，操作復(fù)雜，且一般需要使用劇毒的單質(zhì)汞，給操作者帶來危險(xiǎn)。由于汞離子和硫離子反應(yīng)非常迅速不易控制，所得產(chǎn)物往往超出納米范圍，容易發(fā)生粒子的團(tuán)聚導(dǎo)致分散性不好。這些使納米硫化汞的應(yīng)用受到了限制。因此，如何在常溫下利用簡(jiǎn)易的操作得到納米粒子硫化汞，是一項(xiàng)很有意義且極富挑戰(zhàn)性的研究工作。近年來模板法制備納米材料引起了廣泛的重視。它可基于模板的空間限域作用和模板劑的調(diào)控作用對(duì)合成材料的大小、形貌、結(jié)構(gòu)、排布等進(jìn)行控制。模板法根據(jù)其模板自身的特點(diǎn)和限域能力的不同又可分為軟模板和硬模板兩種。硬模板主要是指一些具有相對(duì)剛性結(jié)構(gòu)的模板，如陽極氧化鋁膜、多孔硅、分子篩、膠態(tài)晶體、碳納米管等。軟模板則主要包括兩親分子形成的各種有序聚合物，如液晶、膠團(tuán)、微乳狀液、囊泡、膜、自組裝膜以及高分子的自組織結(jié)構(gòu)和生物大分子等(Li Y.，Xu D.，Zhang Q.，Yu D.，Xu Y., Huang H., Guo G.，Gu Z. Chem. Mater. 1999, 77 ^Λ 3433 ；李凌杰，李荻，張勝濤，雷驚雷，勸存，2002，JJ (2) ； Yang L. , Zhang X. Y. , Liao Z. J. , Guo Y. Μ. , Hu Z. G. , Cao Y. J. Inorg . Biochem. 2003, 97·. 377 - 383.)。其中，生物模板合成納米材料是指以具有特定結(jié)構(gòu)的生物組織和大分子為模板，利用生物自組裝及其空間限域效應(yīng)，通過物理、化學(xué)等方法按照設(shè)計(jì)要求形成新的納米材料或納米結(jié)構(gòu)。有許多生物結(jié)構(gòu)單元在納米范圍，例如蛋白質(zhì)分子。它的三維空間結(jié)構(gòu)對(duì)于納米材料的形貌起至關(guān)重要的作用。當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)折疊時(shí)，內(nèi)部會(huì)形成一些孔隙，金屬離子可以通過蛋白質(zhì)分子上的-SH，-OH, -NH2等功能團(tuán)在特定的位置聚集，形成核位點(diǎn)。S2_想要和金屬離子發(fā)生反應(yīng)，必須先擴(kuò)散至金屬離子的成核位點(diǎn)，由于S2—的不斷進(jìn)入而反應(yīng)生成硫化物粒子。而蛋白質(zhì)的存在又限制了硫離子的擴(kuò)散速度，同時(shí)把生成的粒子包裹在蛋白質(zhì)的空間結(jié)構(gòu)中，從而使整個(gè)反應(yīng)體系處于穩(wěn)定狀態(tài)。 由此合成了蛋白質(zhì)-無機(jī)納米粒子復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決傳統(tǒng)合成硫化汞方法中實(shí)驗(yàn)條件苛刻、操作復(fù)雜、分散性不好、容易團(tuán)聚等缺陷，提供一種利用抗體為軟模板控制合成球狀納米粒子硫化汞的簡(jiǎn)易制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
表面修飾抗體的納米粒子硫化汞的制備方法在制備的過程中，加入蛋白質(zhì)羊抗人抗體配置的水溶液于250 mL三頸瓶中，然后加入醋酸汞配成的水溶液作為汞離子的來源，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下勻速攪拌8個(gè)小時(shí)，反應(yīng)溫度為常溫20°C。然后加入硫代乙酰胺水溶液作為硫離子的來源，溶液立即從無色變成黃色，攪拌20分鐘后，溶液成為穩(wěn)定體系。在常溫下靜置48個(gè)小時(shí)，即可得到粒徑均一的納米粒子硫化汞。將反應(yīng)得到的產(chǎn)物用高速離心機(jī)高速離心30分鐘，用去離子水洗滌三次得到純凈的納米粒子硫化汞。保存在4°C條件中以備后用。本發(fā)明具有以下有益效果
a)本發(fā)明所制備的納米材料硫化汞具有良好的分散性、穩(wěn)定性，靜置幾個(gè)月不沉降，不產(chǎn)生團(tuán)聚現(xiàn)象。b)本發(fā)明所采用的模板為蛋白質(zhì)抗體，無毒無害，是一種綠色的生物模板試劑，且通過表面修飾有抗體的納米粒子生物相容性好，可應(yīng)用于生物標(biāo)記免疫分析中檢測(cè)抗原的含量，生物成像分析等。c)本發(fā)明所采用的制備方法條件溫和、成本低、操作簡(jiǎn)單、在常溫常壓下、中性pH 條件下即可發(fā)生反應(yīng)、產(chǎn)物形貌可控、且粒度均勻、不易團(tuán)聚、不需要另外加入有機(jī)穩(wěn)定劑/ 分散劑，有利于納米粒子在生物標(biāo)記的廣泛應(yīng)用。克服了傳統(tǒng)的合成標(biāo)記物和標(biāo)記過程中的反應(yīng)復(fù)雜，時(shí)間長，需要試劑多，偶聯(lián)效率不高等缺點(diǎn)，在生物礦化方面有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)。d)由于本發(fā)明具有通用性，利用蛋白質(zhì)分子為模板可以控制合成其他化合物如硫化鋅、硫化銀、硫化鎘、硫化鉛、硫化銅等等。是一種非常有效的控制納米粒子合成的方法。


圖IA所示產(chǎn)物的高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)照片。從圖中數(shù)據(jù)分析得出晶面間距為0.335 nm，與HgS六方晶體中(1 0 1)晶面的晶面間距相吻合。圖IB和圖IC顯示所得產(chǎn)物的透射電子顯微鏡(TEM)照片。從圖中可以看出，以羊抗人抗體為模板制得的HgS納米晶為近球形，平均粒徑為15-20 nm且分散性很好。圖ID為產(chǎn)物的選區(qū)電子衍射(SAED)圖。圖中三個(gè)衍射環(huán)經(jīng)過與X射線衍射(XRD) 標(biāo)準(zhǔn)卡對(duì)比，與HgS六方晶體中(1 0 1),(1 1 0)，(2 0 1)晶面相吻合。圖2為產(chǎn)物的紫外可見吸收光譜圖和熒光光譜圖。(a)表示表面修飾羊抗人抗體的納米粒子硫化汞的紫外可見吸收光譜圖；(b)表示羊抗人抗體的紫外可見吸收光譜圖； (c)表示表面修飾羊抗人抗體的納米粒子硫化汞的熒光光譜圖；(d)表示羊抗人抗體的熒光光譜圖。圖3為電子能譜的數(shù)據(jù)分析。(a)表示羊抗人抗體的電子能譜分析，主要元素成分為碳和氮；(b)表示硫化汞納米粒子的電子能譜分析，主要成分為汞和硫元素。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述基于羊抗人抗體為軟模板控制合成納米粒子硫化汞的制備方法作進(jìn)一步說明。本實(shí)施例在以本發(fā)明方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程。實(shí)施例1:
在制備的過程中，加入5 mg羊抗人抗體配成150 mL的水溶液于250 mL三頸瓶中，然后加入8 mg醋酸汞配成的50 mL水溶液，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下勻速攪拌8個(gè)小時(shí)，反應(yīng)溫度為常溫20°C。然后加入50 mL 0. 04 mg mL_1的硫代乙酰胺水溶液，溶液立即從無色變成黃色。 攪拌20分鐘后，在常溫下靜置48個(gè)小時(shí)，將反應(yīng)得到的產(chǎn)物用高速離心機(jī)18500轉(zhuǎn)/分， 離心30分鐘，用去離子水洗滌三次得到純凈的納米粒子硫化汞。保存在4°C條件中以備后用。實(shí)施例2:
在制備的過程中，加入5 mg羊抗人抗體配成150 mL的水溶液于250 mL三頸瓶中，然后加入8 mg醋酸汞配成的50 mL水溶液，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下勻速攪拌8個(gè)小時(shí)，用冰浴使反應(yīng)溫度為4°C。然后加入50 mL 0. 04 mg mL_1的硫代乙酰胺水溶液，溶液立即從無色變成黃色。攪拌20分鐘后，在常溫下靜置48個(gè)小時(shí)，將反應(yīng)得到的產(chǎn)物用高速離心機(jī)18500轉(zhuǎn) /分，離心30分鐘，用去離子水洗滌三次得到純凈的納米粒子硫化汞。保存在4°C條件中以備后用。實(shí)施例3:
在制備的過程中，加入5 mg羊抗人抗體配成150 mL的PBS緩沖溶液于250 mL三頸瓶中，然后加入8 mg醋酸汞配成的50 mL水溶液，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下勻速攪拌8個(gè)小時(shí)，反應(yīng)溫度為常溫20°C。然后加入50 mL 0. 04 mg mL_1的硫代乙酰胺水溶液，溶液立即從無色變成黃色。攪拌20分鐘后，在常溫下靜置48個(gè)小時(shí)，將反應(yīng)得到的產(chǎn)物用高速離心機(jī)18500轉(zhuǎn) /分，離心30分鐘，用去離子水洗滌三次得到純凈的納米粒子硫化汞。保存在4°C條件中以備后用。實(shí)施例4:在制備的過程中，加入5 mg羊抗人抗體配成150 mL的水溶液于250 mL三頸瓶中，然后加入0.5，1，2，5，8，10，20，50 mg醋酸汞配成的50 mL水溶液，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下勻速攪拌8個(gè)小時(shí)，反應(yīng)溫度為常溫20°C。然后加入50 mL 0. 04 mg ml/1的硫代乙酰胺水溶液，溶液立即從無色變成黃色。攪拌20分鐘后，在常溫下靜置48個(gè)小時(shí)，將反應(yīng)得到的產(chǎn)物用高速離心機(jī)18500轉(zhuǎn)/分，離心30分鐘，用去離子水洗滌三次得到純凈的納米粒子硫化汞。保存在4°C條件中以備后用。實(shí)施例5:
在制備的過程中，加入5 mg羊抗人抗體配成150 mL的水溶液于250 mL三頸瓶中，然后加入8 mg醋酸汞配成的50 mL水溶液，用鹽酸和氫氧化鈉溶液分別調(diào)節(jié)pH為3，5，7，9， 11，13，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下勻速攪拌8個(gè)小時(shí)，反應(yīng)溫度為常溫20°C。然后加入50 mL 0. 04 mg ml/1的硫代乙酰胺水溶液，溶液立即從無色變成黃色。攪拌20分鐘后，在常溫下靜置48 個(gè)小時(shí)，將反應(yīng)得到的產(chǎn)物用高速離心機(jī)18500轉(zhuǎn)/分，離心30分鐘，用去離子水洗滌三次得到純凈的納米粒子硫化汞。保存在4°C條件中以備后用。實(shí)施例6:
在多孔板中加入2微克兔抗人溶液4°C過夜。用350微升PBST洗滌三次；加入3%牛血清蛋白37°C孵育一小時(shí)，用350微升PBST洗滌三次；加入免疫球蛋白0. 001微克，0. 01 微克，0. 1微克，1微克，10微克37°C孵育一小時(shí)，用350微升PBST洗滌三次；加入上述制備的表面修飾羊抗人的硫化汞溶液100微升37°C孵育一小時(shí)，用350微升PBST洗滌三次，用350微升去離子水洗三次；每孔加入20%王水200微升，移入10毫升5%鹽酸中，用原子熒光光譜儀進(jìn)行測(cè)定汞離子的信號(hào)。
權(quán)利要求
1.一種基于羊抗人抗體為軟模板控制合成納米粒子硫化汞的制備方法，其特征在于 以抗體為模板，先加入汞離子，形成蛋白質(zhì)與汞離子結(jié)合的復(fù)合物，再加入硫離子，硫離子與蛋白質(zhì)分子上的汞離子結(jié)合形成表面修飾羊抗人抗體的硫化汞納米粒子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于羊抗人抗體為軟模板控制合成納米粒子硫化汞的制備方法，其特征是所合成的表面含有羊抗人抗體的納米粒子硫化汞可用于免疫分析中的標(biāo)記物，從而應(yīng)用到生物領(lǐng)域中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于羊抗人抗體為軟模板控制合成納米粒子硫化汞的制備方法，其特征是采用汞離子的來源為醋酸汞、硝酸汞、氯酸汞中的一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于羊抗人抗體為軟模板控制合成納米粒子硫化汞的制備方法，其特征是采用硫離子的來源為硫代乙酰胺溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于羊抗人抗體為軟模板控制合成納米粒子硫化汞的制備方法，其特征是所得產(chǎn)物用高速離心機(jī)分離沒有反應(yīng)的蛋白質(zhì)與納米粒子硫化汞，在轉(zhuǎn)速大于等于18500轉(zhuǎn)/分下離心30分鐘，用去離子水洗三次得到純凈的復(fù)合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于羊抗人抗體為軟模板控制合成納米粒子硫化汞的制備方法，其特征是所得材料不需要調(diào)節(jié)PH，不需要使用別的穩(wěn)定劑，只在蛋白質(zhì)分子作用下就可以形成穩(wěn)定體系。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于羊抗人抗體為軟模板控制合成納米粒子硫化汞的制備方法，其特征是這種制備方法具有通用性，利用蛋白質(zhì)分子為模板可以控制合成其他化合物如硫化鋅、硫化銀、硫化鎘、硫化鉛、硫化銅等等。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于羊抗人抗體為軟模板控制合成納米粒子硫化汞的制備方法，屬于硫化汞的合成和納米材料技術(shù)領(lǐng)域。這種合成方法具有非常多的優(yōu)點(diǎn)首先，發(fā)生反應(yīng)的條件非常溫和；其次，模板控制法合成的納米粒子粒徑均一、分散性好、克服了傳統(tǒng)方法的不足；另外，這種利用生物分子作為模板合成的材料生物相容性非常好，表面直接包被的蛋白質(zhì)分子可與其他生物分子相互作用，能夠應(yīng)用于生物標(biāo)記、生物成像分析等，在生物礦化方面有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)；最后，這種方法具有通用性，利用蛋白質(zhì)分子為模板可以控制合成其他化合物如硫化鋅、硫化銀、硫化鎘、硫化鉛、硫化銅等等。是一種非常有效的控制納米粒子合成的方法。
文檔編號(hào)B82Y40/00GK102249291SQ201110085478
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月7日
發(fā)明者劉星, 劉睿, 呂弋, 宋紅杰, 蔡蘋楊 申請(qǐng)人:四川大學(xué)