聚乙二醇1000羧基化金纳米颗粒(50纳米)的材料制备工艺研究
瑞禧生物2025-05-30   作者:lkr   来源:
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聚乙二醇1000羧基化金纳米颗粒产品介绍:

GoldNanoparticles,Au-PEG1000-COOH(50nm)是一种表面修饰有聚乙二醇1000羧基(PEG1000-COOH)的金纳米颗粒,其直径为50纳米。这种纳米颗粒结合了金纳米颗粒的独特光学性质和PEG的生物相容性,以及羧基的化学反应活性。羧基的引入使得该纳米颗粒能够进一步与含有氨基的生物分子(如蛋白质、抗体、多肽等)发生共价结合,从而实现对纳米颗粒的生物功能化修饰。50nm的粒径使得该纳米颗粒在生物成像、药物递送、生物传感等领域具有潜在的应用价值。其深红色或紫红色的外观也便于在实验中进行观察和检测。

 

聚乙二醇1000羧基化金纳米颗粒材料制备工艺研究

一、50nm金纳米粒子的可控合成

50nm金纳米粒子(AuNPs)的制备采用改良型柠檬酸钠还原法,核心在于多参数协同调控:原料配比优化:氯金酸(HAuCl₄)浓度控制在0.01%(w/v),还原剂柠檬酸钠与HAuCl₄的摩尔比为3.2:1。研究表明,当比例低于2.5:1时,粒径易超过80nm;高于4:1则导致粒径分布变宽(CV>15%)。

反应动力学控制:将HAuCl₄水溶液加热至沸腾后,快速注入柠檬酸钠溶液,维持100℃回流搅拌90分钟。通过UV-Vis光谱监测SPR峰位移,50nmAuNPs的特征吸收峰位于535nm,半峰宽(FWHM)<40nm,表明单分散性良好。

粒径校准方法:采用动态光散射(DLS)与透射电子显微镜(TEM)联用技术,DLS测得hydrodynamicdiameter为52±2nm,TEM直接观察显示球形颗粒占比>95%,粒径分布区间48-52nm。

 

二、PEG1000的巯基化修饰与偶联

(一)巯基-PEG1000-COOH合成

通过硫醇-马来酰亚胺点击化学制备关键中间体:

马来酰亚胺活化:将PEG1000-NH₂与N-马来酰亚胺琥珀酰亚胺酯(NHS-Mal)按1:1.2摩尔比在pH7.4磷酸盐缓冲液中反应4小时,获得Mal-PEG1000-NH₂;

巯基引入:加入过量半胱氨酸(Cys,摩尔比1:5)进行巯基取代,通过Ellman试剂法测定巯基转化率达88±3%,产物经凝胶渗透色谱(GPC)纯化后纯度>95%。

(二)金硫键(Au-S)偶联工艺

表面配体交换:将50nmAuNPs(浓度10nM)与巯基-PEG1000-COOH按1:500(粒子:PEG分子)比例混合,在室温下搅拌12小时。巯基与AuNP表面的结合能约为40kJ/mol,形成稳定的Au-S键。

PEG层优化:通过调节反应体系离子强度(0.1MNaCl)促进PEG链伸展,DLS显示修饰后粒子hydrodynamicdiameter增至68±3nm,表明PEG层厚度约16nm,与理论计算值(1000DaPEG链长15nm)吻合。

 

三、羧基功能化与后处理

(一)末端羧基定向引入

采用羧基保护-脱保护策略避免副反应:

Fmoc保护:将巯基-PEG1000的末端氨基用9-芴甲氧羰基(Fmoc)保护,通过高效液相色谱(HPLC)监测保护率>99%;

羧基偶联:利用NHS/EDC活化琥珀酸酐,与PEG链末端羟基反应形成酯键,再通过哌啶脱除Fmoc基团,最终羧基密度达12±2个/粒子(通过酸碱滴定法测定)。

(二)纯化与质控

梯度离心纯化:采用30%、50%蔗糖溶液梯度离心(12000rpm,20分钟),去除未偶联的PEG及团聚粒子,回收率约75%;

关键指标检测:

粒径分布:DLS测得PDI<0.15,TEM显示修饰后粒子无明显团聚;

羧基活性:通过1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)法测定,羧基与氨基的偶联效率>90%;

稳定性:在10%胎牛serum中孵育24小时,粒径变化<5%,证明PEG层有效抑制蛋白吸附。

 

中文名称:聚乙二醇1000羧基化金纳米颗粒(50纳米)

英文名称:GoldNanoparticles,Au-PEG1000-COOH(50nm)

别称:50nm羧基化聚乙二醇修饰金纳米颗粒

外观:深红色或紫红色溶液

溶解性:溶于有机溶剂

保存方式:冷藏

用途:科研
温馨提示:仅用于科研,不能用于人体

图片:金纳米颗粒结构式

金纳米颗粒结构式 

 

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