脫鐵鐵蛋白生物模板法制備合成鐵鈷、銅鎳納米材料.pdf

1、本課題主要研究了以脫鐵鐵蛋白作為生物模板,以硝酸鈷和硫酸亞鐵銨作為原材料,再利用硼氫化鈉作為還原劑,合成蛋白質包覆的鐵鈷納米材料的過程。并運用了多種不同的分析手段對制備獲得的樣品進行了分析表征,確定了反應溶液的溫度、濃度、緩沖溶液的PH值等反應條件,分析表征了納米顆粒的外觀形貌、顆粒尺寸、組成元素的相對含量、物理化學性能以及納米顆粒的晶體結構。采用這種方法合成的納米顆粒是具有蛋白質包覆的、顆粒直徑為5-7nm左右的鐵鈷納米顆粒。同時,還

2、研究了采用生物模板法,以乙酸銅和硝酸鎳作為原材料合成銅鎳納米顆粒,并通過分析表征,證明了銅鎳納米顆粒的粒徑約為6nm,同時也說明了采用生物模板法合成二元金屬納米材料的可行性,為二元金屬納米材料的合成提供了一定的參考依據。
　　 以透射電子顯微鏡作為分析手段,對制備的鐵鈷納米顆粒進行試驗分析,發(fā)現樣品中分布有許多顆粒直徑在5-7nm左右,且均勻分布,具有高度的分散性,無明顯團聚體的黑色納米顆粒。觀察經乙酸雙氧鈾染色的純脫鐵鐵蛋白,

3、發(fā)現有直徑為8-9nm左右的白色斑點,這是由于蛋白質分子被染色后,顏色變深,而蛋白質空腔沒有發(fā)生顏色變化所形成的。觀察經乙酸雙氧鈾染色后的鐵鈷樣品,發(fā)現在蛋白質分子內有一個明顯的黑色顆粒,這就是我們合成的鐵鈷納米顆粒,說明納米顆粒是在蛋白質空腔內形成。觀察鐵鈷樣品選區(qū)在微米級區(qū)域的EDS能譜,能譜中有明顯的Fe和Co的能譜峰,這表明TEM照片中觀察到的黑色納米顆粒是金屬Fe和Co,而且從峰值的高度可以粗略的估算出Fe和Co的相對含量,再

4、結合實驗得到的數據,可以得出兩者是按照3∶1的比例進行組合的。通過對樣品進行選區(qū)電子衍射分析表征,多次對不同的樣品作選區(qū)電子衍射實驗,均未能找到明顯的電子衍射花樣,查詢相關資料,初步估計是以無定形態(tài)存在,所以對于鐵鈷樣品的存在形式和晶格結構還有待更進一步的研究和分析。
　　 對于銅鎳樣品我們也做了同樣的分析表征,發(fā)現有顆粒粒徑約為6nm的,均勻分布的銅鎳納米顆粒;再進行EDS分析時,由于采用了Cu網,導致樣品中Cu元素的峰值被覆

5、蓋,只能觀察到Ni元素的峰值,計劃準備采用C網對銅鎳樣品進一步分析;對銅鎳樣品選區(qū)電子衍射分析,發(fā)現在衍射花樣的同心圓環(huán)上呈現斑點狀的亮斑,這與晶體結構的電子衍射圖樣相類似,說明制備的Cu-Ni納米顆粒屬于晶體結構。
　　 通過對鐵鈷樣品溶液進行紫外可見光光譜分析,從譜線上可以看出,反應前在610nm左右處具有一個明顯的Fe2+、Co2+的典型特征吸收峰,而反應后這個吸收峰明顯的變弱了,這說明Fe2+、Co2+被還原劑NaBH4

6、給消耗掉變?yōu)镕e、Co金屬原子;另外在280nm左右的位置還有一個明顯的脫鐵鐵蛋白的特征吸收峰,而且這個峰值的位置和高度在反應前后都沒有發(fā)生變化,這說明脫鐵鐵蛋白在制備樣品的過程中,只是起到了一個約束顆粒成長的載體模板的作用。
　　 總之,通過生物模板法控制合成的二元金屬鐵鈷、銅鎳納米材料,不僅具有顆粒直徑小、顆粒粒徑分布均勻等特點,而且合成的納米粒子包覆在脫鐵鐵蛋白的空腔內,具有良好的生物相容性,在生物醫(yī)學上作為靶向藥物載體,