一种生物相容的铂纳米颗粒的制备方法 【技术领域】
本发明涉及一种生物相容的铂纳米颗粒的制备方法，属于纳米技术领域。
背景技术
金属纳米胶体颗粒越来越引起人们的关注，因为它们不仅用来作为催化剂、光催化剂、传感器和磁流体，而且在光学、电子以及磁性器件等领域都有广阔的应用。这些纳米颗粒以其新颖的特性，在物理、化学、生物、医药、材料科学等不同学科领域都有很高的应用潜力。因此，金属纳米粒子的合成与表征逐渐成为人们关注的焦点。
然而，目前报导的制备金属纳米颗粒的方法，大都严重依赖毒性较大的有机试剂。从绿色化学的角度进行评估，应该主要考察三个方面：选择无毒无害的还原剂，选择环境友好的反应溶剂以及选择“绿色环保”的稳定剂。例如，目前制备铂纳米颗粒的基本途径为还原氯铂酸，常用的还原剂有甲醛、多聚甲醛、硼氢化钠、硫代硫酸钠、连二亚硫酸钠、乙醇、乙二醇、水合肼等。但是通过对各种不同的还原剂分析发现，甲醛、硼氢化钠、水合肼等都有强烈的毒性，实验危险性较大；醇类还原性较弱，反应条件苛刻。另一方面，目前用于均一分散制备金属纳米颗粒的稳定剂，如：聚乙烯异丁酪胺、聚乙烯吡咯烷酮、聚苯胺等，也都是对环境有害的有机试剂。这些不仅使制备过程存在危险性，对环境有害，而且苛刻的反应条件也不利于大规模工业生产推广应用，同时有机溶剂的使用也不利于金属纳米颗粒在生物方面的应用。
因此，探索一种绿色环保、反应条件温和、生物相容性好的制备铂纳米颗粒的方法，不仅具有极高的研究价值，也具有广阔的应用空间。
【发明内容】
本发明的目的在于弥补现有铂纳米颗粒制备方法存在的不足，提供一种生物相容的铂纳米颗粒的制备方法，采用该方法制得的铂纳米颗粒具有生物相容性和良好的分散性，且反应条件温和，成本低，对环境友好。
实现本发明目的的技术方案是：一种生物相容的铂纳米颗粒的制备方法，该方法是：在搅拌的状态下，将还原性糖溶于水中制成0.05～0.5mol/L的水溶液，向其中加入1～40mM的氯铂酸溶液，使还原性糖与氯铂酸的初始摩尔比为50～500∶1，再调节体系的pH值至pH≥11，然后置于60～90℃水浴中加热8～30小时，得到生物相容的铂纳米颗粒；所述还原性糖为葡萄糖、果糖或淀粉。
上述制备方法中是用0.1～1mol/LNaOH溶液调节体系的pH值至pH≥11。
上述制备方法的最佳条件为：还原性糖水溶液的浓度为0.13mol/L，氯铂酸溶液的浓度为20mM，还原性糖与氯铂酸的初始摩尔比为200∶1，体系的pH值为12，水浴温度为80℃。
果糖分子中不含醛基，但在水溶液中分子成环后可部分转化为还原性基团；淀粉高分子链部分水解后链端带有醛基，也具有还原性。本发明分别利用葡萄糖、果糖、部分水解后的淀粉对氯铂酸进行还原，均制得了分散性良好的铂纳米颗粒。更重要的是，本发明人通过实验研究发现，在pH≥11的碱性环境下，还原反应才能较快的进行，而且调解pH值可以改变粒子大小与尺寸分布，并且随着反应时间的增加，体系会逐渐变成棕黑色，铂纳米颗粒逐渐生成，有明显的丁达尔现象。
采用本发明方法制备的铂纳米颗粒具有良好的分散性，且所用地试剂无毒无害，还原性糖(葡萄糖、果糖、部分水解的淀粉)还具有生物相容性，反应条件温和，成本低廉。此外，本发明方法还适用于制备金、银、钯等金属纳米溶胶，具有广阔的应用领域。
【附图说明】
图1为实施例1制备的铂纳米颗粒的TEM图；
图2为实施例2制备的铂纳米颗粒的TEM图；
图3为实施例3制备的铂纳米颗粒的TEM图；
图4为实施例4制备的铂纳米颗粒的TEM图。
【具体实施方式】
实施例1
将0.27g葡萄糖加入到30mL去离子水中，搅拌使其完全溶解，再向其中加入1mL 3mM的氯铂酸，并用1mol/L的NaOH溶液调节溶液的pH值＝13，然后于90℃水浴加热8小时，得到铂纳米颗粒(此时体系颜色变为棕黑，有明显的丁达尔现象)。用激光粒度分析仪(ZETASIZER 3000HSA)测得本实施例制备的铂纳米颗粒的平均粒径为60.8nm。用透射电子显微镜(TEM)表征铂纳米颗粒的形貌(见图1)，结果表明所得铂纳米颗粒分散性良好，平均粒径为58nm，与激光粒度仪所测结果吻合。
实施例2
将0.36g葡萄糖加入到40mL去离子水中，搅拌使其完全溶解，再向其中加入1mL 40mM的氯铂酸，并用0.1mol/L的NaOH溶液调节溶液的pH值＝11，然后于60℃水浴加热20小时，得到铂纳米颗粒(此时体系颜色变为棕黑，有明显的丁达尔现象)。用透射电子显微镜(TEM)表征铂纳米颗粒的形貌(见图2)，结果表明所得铂纳米颗粒分散性良好，平均粒径为70nm，与激光粒度仪所测结果吻合。
实施例3
将0.8g果糖加入到30mL去离子水中，搅拌使其完全溶解，再向其中加入1mL20mM的氯铂酸，并用0.5mol/L的NaOH溶液调节溶液的pH值＝12，然后于80℃水浴加热12小时，得到铂纳米颗粒(此时体系褐色，有丁达尔现象)。用透射电子显微镜(TEM)表征铂纳米颗粒的形貌(见图3)，结果表明所得铂纳米颗粒分散性良好，粒径＜10nm。
实施例4
将0.8g淀粉(Mw＝20000)溶入到30mL去离子水中，再向其中加入1mL 20mM的氯铂酸，用0.5mol/L的NaOH溶液调节溶液的pH值＝12，置于80℃水浴中加热30小时，得到铂纳米颗粒溶胶(此时体系变为褐色，有丁达尔现象)。使用透射电子显微镜(TEM)表征铂纳米颗粒的形貌(见图4)，结果表明所得铂纳米颗粒分散性良好，粒径为2～4nm，与激光粒度仪所测结果吻合。
对比实例1
将0.8g葡萄糖加入到30mL去离子水中，搅拌使其完全溶解，再向其中加入1mL 20mM氯铂酸，并用0.5mol/L的NaOH溶液调节溶液的pH值＝8，然后置于80℃水浴持续加热，无颜色变化，也无丁达尔现象，表明没有铂纳米颗粒的生成。
对比实例2
将0.8g葡萄糖加入到30mL去离子水中，搅拌使其完全溶解，再向其中加入1mL 20mM氯铂酸，并用0.5mol/L的NaOH溶液调节溶液的pH值＝10，然后置于80℃水浴持续加热，无颜色变化，也无丁达尔现象，表明没有铂纳米颗粒的生成。
对比实例3
将0.8g葡萄糖加入到30mL去离子水中，搅拌使其完全溶解，再向其中加入1mL 20mM氯铂酸，并用0.5mol/L的NaOH溶液调节溶液的pH值＝11，然后于25℃水浴搅拌72小时，无颜色变化，也无丁达尔现象，表明没有铂纳米颗粒的生成。
本发明以葡萄糖、果糖、部分水解的淀粉作为环保、廉价、生物相容的还原试剂和保护剂，制得了分散性好的铂纳米颗粒，在物理、化学、生物、医药、材料科学等不同学科领域都将会有广阔的应用。