一种近红外二区发光的金纳米颗粒及其制备方法和应用

本发明属于光学纳米材料，具体涉及一种近红外二区发光的金纳米颗粒及其制备方法和应用。

背景技术：

1、自2004年氧化刻蚀可控制备单晶银颗粒以来，氧化刻蚀已成为制造和加工各种纳米材料的有力方法。在过去的十几年中，一系列无机纳米材料，包括不同形貌和粒径的碳基材料、金属纳米颗粒和金属氧化物等，通过氧化刻蚀已经被报道，并产生有趣的光学和催化性质。此外，通过氧化环境可动态操纵颗粒的形态，不同类型的贵金属纳米颗粒(nps)已被用做等离子体纳米传感器，以实现高灵敏地检测分子靶标。随着纳米材料的尺寸进一步缩小到几纳米，低配位数的表面原子将指数型增长，由于比表面和物理化学反应活性显著增加，它们可以表现出截然不同的性质和功能，因此在促进氧化刻蚀相互作用中起着强有力的作用。然而，先前研究主要集中在大尺寸等离子体纳米粒子(>4nm)及其相关纳米杂化体的可控合成和结构调控，然而，对于尺寸在1-3nm范围内的超小纳米粒子的结构转变以及通过氧化刻蚀对其光学特性的有效调控仍然是面临许多挑战和难点。

2、由于对局部结构和周围环境的细微变化有着高敏感性，超小aunps被认为是一类极具吸引力的纳米材料，可以在亚纳米尺度上揭示氧化刻蚀机制。通常，超小aunps具有au(0)@au(i)-配体核壳纳米结构，其中，au(i)-配体覆盖在直径小于3nm的au核上。它具备的光致发光，可从可见光到第二近红外(nir-ii)区域连续可调，是各种物理化学性质中最具吸引力的性质，已在化学传感、生物成像、纳米医学和防伪方面得到广泛应用。特别是具有nir-ii发光特性的aunps因穿透深层组织、高空间分辨率和低背景自身荧光的优势，在生物医学领域的应用备受人们的青睐。目前，人们已经开发出多种策略来调节超小aunps的精细结构，包括异构化、配体交换、合金化、配体诱导刻蚀和表面修饰等，这些策略可以显著增强发光或调节发射波长。尽管取得了这些进展，但氧化刻蚀引发可见光到nir-ii发光转换的策略尚未发现。现有的使用h2o2、臭氧或巯基配体氧化刻蚀方法往往会导致其荧光猝灭、纳米颗粒烧结或au(i)物质积累，这些往往不利于诱导nir-ii发射的产生。

技术实现思路

1、本发明提供了一种近红外二区发光的金纳米颗粒的制备方法，填补了氧化刻蚀引发可见光到nir-ii发光转换的策略的空白。

2、该近红外二区发光的金纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：

3、s1：制备可见光发光金纳米颗粒；

4、s2：用氧化剂溶液对所述金纳米颗粒进行刻蚀，得到所述近红外二区发光的金纳米颗粒。

5、进一步地，近红外二区发光的金纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：

6、s1：用四羟甲基氯化磷溶液从四氯金酸三水合物(即haucl4.3h2o)合成可见光发光金纳米颗粒；

7、s2：调节ph值，加入氧化剂溶液，可见光发光金纳米颗粒溶液的颜色由淡黄色迅速变为棕色，搅拌反应，透析，即得所述近红外二区发光的金纳米颗粒。

8、进一步地，步骤s2中ph为8～11，所述金纳米颗粒中金原子与所述氧化剂的摩尔比为1:0.5～1:10，搅拌反应时长为2～24h。

9、进一步地，步骤s2所述氧化剂选自次氯酸盐、高锰酸盐和高碘酸盐中的一种或多种。

10、进一步地，步骤s2通过3500分子量的透析袋在超纯水中透析2天去除未反应的反应物及其杂质。

11、进一步地，步骤s1包括：在室温条件下，将表面配体溶液加入到圆底烧瓶中，充分搅拌溶解，逐滴加入氯金酸水溶液，搅拌至溶液变成无色，使用naoh调节溶液ph至9.0～11.0，并随后加入还原剂四羟甲基氯化磷，继续室温避光搅拌24h，并通过3500分子量的透析袋在超纯水中避光透析2天去除未反应的反应物及其杂质，即获得所述可见光发光金纳米颗粒。

12、进一步地，所述表面配体选自巯基丙酸、巯基丁酸、巯基戊酸、巯基已酸、巯基庚酸、巯基辛酸和巯基十一烷酸中的一种或多种。

13、本发明的一个目的是提供近红外二区发光的金纳米颗粒。

14、该红外二区发光的金纳米颗粒通过以上任一项所述的近红外二区发光的金纳米颗粒的制备方法制备。

15、本发明的一个目的是提供一种如上任一项所述的近红外二区发光的金纳米颗粒在化学生物传感和生命成像领域的药物中的应用。

16、进一步地，所述化学生物传感和生命成像领域的药物靶向肝、肾和脾。

17、本发明提供的近红外二区发光的金纳米颗粒的制备方法选择次氯酸钠为代表性氧化剂在亚纳米尺度上以获得足够高的au(0)占比，氧化刻蚀过程中剥离大量表面配体后，产物仍能保持良好的稳定性。通过调控表面配体，可实现近红外二区发光的金纳米颗粒对蛋白的吸附，且具有生物安全性，和实现肝、肾和脾的器官选择靶向选择，利于在化学生物传感和生命成像领域的药物中的应用。

技术特征：

1.一种近红外二区发光的金纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的近红外二区发光的金纳米颗粒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的近红外二区发光的金纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤s2中ph为8～11，所述金纳米颗粒中金原子与所述氧化剂的摩尔比为1:0.5～1:10，搅拌反应时长为2～24h，所述氧化剂选自次氯酸盐、高锰酸盐和高碘酸盐中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的近红外二区发光的金纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤s2通过3500分子量的透析袋在超纯水中透析2天去除未反应的反应物及其杂质。

5.如权利要求2所述的近红外二区发光的金纳米颗粒的制备方法，其特征在于，步骤s1包括：在室温条件下，将表面配体溶液加入到圆底烧瓶中，充分搅拌溶解，逐滴加入氯金酸水溶液，搅拌至溶液变成无色，使用naoh调节溶液ph至9.0～11.0，并随后加入还原剂四羟甲基氯化磷，继续室温避光搅拌24h，并通过3500分子量的透析袋在超纯水中避光透析2天去除未反应的反应物及其杂质，即获得所述可见光发光金纳米颗粒。

6.如权利要求5近红外二区发光的金纳米颗粒的制备方法，其特征在于，所述表面配体选自巯基丙酸、巯基丁酸、巯基戊酸、巯基已酸、巯基庚酸、巯基辛酸和巯基十一烷酸中的一种或多种。

7.一种红外二区发光的金纳米颗粒，其特征在于，通过如权利要去1-6任一项所述的近红外二区发光的金纳米颗粒的制备方法制备。

8.如权利要求7所述的近红外二区发光的金纳米颗粒在化学生物传感和生命成像领域的药物中的应用。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述化学生物传感和生命成像领域的药物靶向肝、肾和脾。

技术总结本发明属于光学纳米材料，提供了一种近红外二区发光的金纳米颗粒制备方法。该近红外二区发光的金纳米颗粒的制备方法包括以下步骤：S1：制备可见光发光金纳米颗粒；S2：用氧化剂对所述金纳米颗粒进行刻蚀，得到所述近红外二区发光的金纳米颗粒。本发明提供的近红外二区发光的金纳米颗粒的制备方法选择合适的氧化剂在亚纳米尺度上以获得足够高的Au(0)占比，氧化刻蚀过程中剥离大量表面配体后，产物仍能保持良好的稳定性。通过改变表面配体，可实现近红外二区发光的金纳米颗粒对蛋白的吸附调控，且具有生物安全性，和实现肝、肾和脾的器官选择靶向选择，有利于在化学生物传感和生命成像领域的药物中的应用。技术研发人员：周廷尧,李正受保护的技术使用者：深圳大学技术研发日：技术公布日：2024/6/18