该协议解决了硫酸盐和两栖金纳米粒子的批量可重复性,我们的实验室用于细胞、病毒和蛋白质的实验。此技术解决了此类合成中常见的无机污染物。它还引入每一步后之间的制衡,以确保两栖金纳米粒子的可重复性。
这种技术很费力,需要耐心。难度取决于规模,因此从小规模开始,熟悉每种仪器,然后进行扩展。首先,在1升圆形底瓶中加入11-Bromo-1-1-dede烯、硫酸钠和溴化苯乙烯二氧化氮200毫升甲醇和450毫升去离子水。
在102摄氏度下回流反应混合物48小时,直到溶液变得无色。工作后,将分离的白色粉末悬浮在400毫升甲醇的圆形底部烧瓶中。使用滤瓶和硅酸盐过滤器过滤溶液,去除甲醇不溶性无机副产品。
接下来,在500毫升甲醇中,在一升圆形底部烧瓶中溶解约30克未解-10-二硫磷酸钠。在溶液中加入2.6倍的硫乙酸,并在250瓦的紫外线灯前搅拌过夜。一旦反应完成,完全蒸发甲醇。
在真空下干燥粉末,然后用二乙醚分散。过滤混合物,用二乙醚清洗固体产品,以去除任何多余的硫乙酸,直到二乙醚上清液中不再出现任何彩色物质。在高真空下干燥固体后,溶解在甲醇中,产生黄色至橙色溶液。
接下来,在溶液中加入三克炭黑,并大力混合。然后,通过 Celite 过滤混合物,覆盖 2/3 的长笛滤纸。合成MUS,将大约400毫升的一摩尔盐酸和35克11-乙酰硫磺酸钠组合在一升圆形底瓶中。
在102摄氏度下将混合物回流12小时,以切化硫酸盐组并获得硫醇。第二天,将产品转移到两升圆形底瓶中。为了保持溶液酸性,防止无机盐结晶,将200毫升的一个氢氧化钠和400毫升的去离子水加入烧瓶,使最终体积为1升。
将透明溶液在四摄氏度下过夜,使产品结晶为细实固体,在潮湿时粘稠。第二天,将清澈的上清液清除。然后,将产品转移到50毫升离心管和离心机5分钟,4000倍g。
离心后,将上清液放入另一个圆形底部烧瓶中。将白色颗粒转移到离心管中,并在高真空下干燥,获得约30%的甲醇可溶性MUS。重量177.2毫克金(III)氯化三水合物在一个小玻璃瓶。
之后,在10毫升甲醇中溶解87毫克MUS,在20毫升玻璃瓶中溶解。在超声波浴中对溶液进行声波化,直到看不到固体材料,以确保完全溶解。在甲醇溶液中加入26微升1-Octanethiol,并鼓动其混合配体。
在250毫升圆形底部烧瓶中加入500毫克的波罗氢钠和100毫升乙醇。大力搅拌,直到溶液清晰。将金盐溶解在100毫升乙醇中,放在500毫升的圆形底部烧瓶中,以800 RPM的速度搅拌,直到金盐完全溶解。
接下来,将配体溶液添加到反应混合物中。等待 15 分钟,形成金硫酸盐复合物,这表示颜色从半透明黄色到浑浊黄色的变化。使用分离漏斗将先前准备好的波罗氢钠溶液滴入反应混合物中。
调整水滴的间隔时间,以便添加波罗氢钠大约需要一个小时。一旦添加溴氢钠完成,取出添加漏斗,让反应混合物再搅拌一个小时。然后,使用放置在圆形底部烧瓶外端的磁铁拆下磁搅拌棒。
将反应混合物储存在四摄氏度过夜,以沉淀纳米粒子。将上流乙醇除去后,将剩余的沉淀物转移到50毫升离心管,以4000倍g的离心机转3分钟。离心后,去掉上经剂。
通过涡旋再次用乙醇分散纳米粒子。然后,再次将样品离心机。在真空下干燥纳米粒子以去除残留的乙醇。
为了从自由亲水配体中清除纳米颗粒,将沉淀物溶解在15毫升的去维化水中,并将溶液转移到离心管中,过滤膜为30千达顿截止分子量。通过离心将纳米粒子溶液在 4000 倍 g 下浓缩 5 分钟。离心后,加入15毫升的去水,并离心机再次浓缩。
要将纳米粒子变成可管理的粉末,请冷冻干燥剩余的水溶液。为了以配体比来描述纳米粒子,准备每毫升150毫克的甲醇-d4碘溶液。将溶液的600微升加入玻璃瓶中约5毫克的纳米颗粒中,蚀刻纳米颗粒。
用石蜡膜包裹小瓶盖,并在超声波浴中声波化20分钟。然后,将溶液转移到 NMR 管中,通过 32 次扫描获得质子 NMR 频谱。MUS 合成如下所示。
此处显示每个步骤的产品的质子 NMR 光谱。这里描述了二元MUS八烷基酚两栖金纳米粒子的合成工作流程。在表征之前,质子 NMR 监测了未绑定自由配体中纳米粒子的清洁度。
纳米粒子的大小分布以TEM为特征,表明平均直径为2.4纳米,表面积约为18.08纳米,每个粒子体积为7.23纳米。通过获取UV-vis光谱测量局部表面等离子体和共振吸收。此处显示了具有代表性的质子 NMR 光谱,具有峰值分配和确定碘蚀纳米粒子配体比的配体比。
纳米粒子的NNR光谱显示,MUS与辛烷thiol的比例为85比15。TGA对纳米粒子的表面覆盖进行了检查。根据 TGA 数据,配体密度估计为每纳米平方 4.8 配体。
此处比较了各种合成产生的辛烷thiol的纳米对比。在这个程序中,要记住的最重要的事情是,一边是去除无机杂质,同时准备MUS配体,另一边是纳米粒子的工作。此过程可使用各种配体组合,但请确保始终单独描述每个批次。
例如,这个程序可以回答的一个问题是,配体比在多大程度上与纳米粒子表面的测定度相对应。扩大配体的生产,证明纳米粒子的批量可重复性,使我们能够解决与生物学和医学有关的重要问题。例如,我们已经建立了这些纳米粒子的病毒特性。
使用紫外线灯时请小心工作,处理液氮时始终佩戴防护手套。始终遵守化学品安全规则。