pH值对胶体金制备的影响

Vol.29№.4CHINESEJOURNALOFRAREMETALSAug.2005

pH值对胶体金制备的影响

梁敬博3,贺　昕,熊晓东,张　曦,吴　聪

(北京有色金属研究总院有研亿金新材料股份有限公司,北京100088)

摘要:研究了不同的溶液pH值对胶体金颜色、粒径的影响。在不同pH值下通过柠檬酸三钠法制备胶体金溶液,利用紫外/可见光吸收分光光度计对胶体金进行扫描,得到最大吸收峰波长及峰宽;通过透射电镜观察其颗粒直径及分布,再将二者结果进行比较分析。结果显示:随着溶液pH值变小,胶体金颜色由红→蓝→黑,粒径变大。

关键词:胶体金;pH值;粒径;柠檬酸三钠法

中图分类号:TG14613+1　　文献标识码:A　　文章编号:0258-7076(2005)04-0468-03

　　应用胶体金为标记物的免疫金染色(IGS)与免疫金银染色(IGSS)方法在光镜和电镜下可以单标记和双标记或多种标记同时观察细胞和组织结构,可以定性、定位以至定量研究。目前它已被应用于医学和生物学研究的众多领域[1]。胶体金溶液的制备有许多种方法,其中最常用的是柠檬酸三钠法,其基本原理是向一定浓度的金溶液内加入一定量的柠檬酸三钠使金离子还原变成金原子[2]。众所周知,这个过程受一些因素如还原剂用量、还原温度、反应时间、搅拌强度等因素的影响。在目前的研究过程中,反应体系的pH值也被认为对胶体金制备有一定的影响。本文研究了反应体系的pH值对胶体金颗粒的大小及胶体金颜色的影响。

验装置,待溶液冷却后用0.22nm的MILLI2Q滤膜过滤,将溶液移液至100ml容量瓶中,即得胶体金溶液。所有要用到的玻璃器皿需要事先用清洁液洗净,然后用高纯水冲洗3～4次,烘干待用。1.2　颗粒描述制备的胶体金分散系中颗粒的大小及分布是用透射电镜(TEM,应用HITACHIH28100和JEM22010仪器)分析,作为测试胶体金颗粒大小及分布

情况,在预先处理好的覆有Formvar膜(TedPella,Inc.)的200目的铜网上滴一滴胶体金溶液,阴干

后即可进行测试。

透射电镜这种方法虽然直观准确[5],但电镜仪器测定非常费时间,严重阻碍了下一步实验的进行。而胶体金溶液具有胶体的特性,所以在做透射电镜的同时,也进行紫外可见光分光光度计,通过测试可以得到胶体金溶液的最大吸收峰和峰宽。因为胶体金粒径不同,溶液颜色也有很明显的变化。一般通过最大吸收峰并结合溶液的颜色,我们可以判断出金颗粒的范围,通过峰宽可以直观地了解颗粒的均一程度。

一般用紫外/可见光分光光度计对胶体金在可见光范围内(400～600nm)进行扫描,获得胶体金可见光区吸收光谱,记录最大吸收峰波长、最小吸收峰波长、峰宽。为了评估粒子尺寸对最大吸收峰波长和吸收本身的影响,随着吸收的变化,用HI2TACHI150220PataProcessor型紫外/可见光分光光

1　实验方法

1.1　胶体分散剂的调制

按照Frens[3]与Horisberger[4]等方法,即柠檬酸三钠还原法在不同溶液pH值下制备胶体金,其具体操作过程如下:用移液管准确量取1ml1%的氯金酸溶液于三口烧瓶中,加水稀释至100ml;三口烧瓶置于加热套上,安装机械搅拌装置和蛇形冷凝管装置,另外一口加玻璃塞以便加入还原剂;开动搅拌装置并向蛇形冷凝管通入自来水进行冷却,开始加热至溶液沸腾,从第三口加入12ml1%的柠檬酸三钠溶液,同时开始记录反应现象;在100℃恒温下继续保持搅拌10min,停止加热并拆除实

收稿日期:2005-06-28;修订日期:2005-07-15

作者简介:梁敬博(1982-),男,陕西渭南人,学士,助理工程师;研究方向:贵金属材料的研发3通讯联系人(E2mail:liangjingb@126.com)

4期　　　　　　　　　　　　　　　　　梁敬博等　pH值对胶体金制备的影响　　　　　　　　　　　　　　　　　469

图1　胶体金的TEM图

pH值和胶体金粒径:(a)pH=10.0,14.9nm;(b)pH=5.0,15.3nm;(c)pH=7.0,16.0nm;(d)pH=2.0,粒径无法测量

Fig.1　PhotomicrographsobtainedbyTEMofcolloidalgold

度越小,颗粒越均匀;主峰宽度越大,颗粒越不均匀,出现椭圆形及多角形。

不同pH值下的胶体金溶液的吸收波谱如图2所示。典型的,当胶体金溶液分散呈现聚集颗粒时,从600～800nm之间紫外2可见光谱呈现高的吸收峰。因此,从图1(a),(b)可以看出,在pH值为7.0和10.0时,胶体金不会发生颗粒凝结,从图2(1),(2)可以看出,两个波图波长为520nm时有最大吸收峰。在这个pH范围内,分散呈现红色。

当pH值为5.0时,从图2中600～800nm之间可以观测到波谱吸收峰出现了两个最大值。这

图2　pH值对胶体金分散体系可见光吸收光谱的影响　　　分散体系的pH值分别为:(1)pH=10.0;(2)pH=

7.0;(3)pH=5.0;(4)pH=2.0

Fig.2　pHeffectofcolloidalgolddispersiononvisibleabsorption

spectrafordispersions

个波谱的特性表明颗粒开始凝结,分散液开始变蓝充分说明这一点,从图1(c)中也可以明显地观察到这一现象。从图2可以看到:降低pH值,吸收峰的最大值向波长高的地方移动。最后,当pH值为2.0时,胶体金溶液的蓝色变为黑色,这可能是由于金颗粒凝结的增加。这种情况下,不可能再通过紫外2可见光谱观测到最大吸收值。

度计在400～1000nm区域扫描。

2　结果和讨论

2.1　制备不同pH值下的胶体金

3　结　论

1.通过柠檬酸三钠法制备胶体金,pH值对最

采用柠檬酸三钠法制备胶体金。溶液的pH值直接影响溶液的颜色,对胶体金颗粒的直径及分布也有一定的影响。在溶液的pH值分布为2.0,5.0,7.0,10.0下制备胶体金。

2.2　利用透射电镜和紫外/可见光分光光度计对

终的颗粒大小有一定的影响。溶液的颜色和其pH值相关联。

2.pH值的减小使形成的颗粒的多相分散性增

加。例如,当pH值为2.0时,从图2中可以观测到3个最大吸收峰520,740和960nm,这看起来像是多种形式的分配。pH值较高时明显形成小的金颗粒,同种的颗粒大小看起来也比酸性环境下大。

胶体金进行评价

　　通过透射电镜照片中胶体金颗粒均匀程度(图1)与可见光吸收峰宽度(图2)的比较,可见主峰宽

　47　29卷稀　有　金　属　　　　　　　　　　　　　　　　0　　　　　　　　　　　　　　　参考文献:

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detectionofpolynucleotidesbasedonthedistance2dependentopticalpropertiesofgoldnanoparticles[J].Science,1997,277(5329):1078.

[2]　陶义训.　免疫学和免疫学检验(第三版)[M].北京:人民卫

[3]　FrensG.　Controllednucleationfortheregulationoftheparticlesize

inmonodispersegoldsuspensions[J].Nat.Phys.Sci.,1973,241(105):20.

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missionandscanningelectronmicroscopy[J].JHistochemCytochem,1997,25(4):295.

[5]　彭剑淳,刘晓达,丁晓萍.　可见光光谱法评价胶体金粒径及

生出版社,2002.3.

分布[J].军事医学科学院院刊,2000,24(3):211.

InfluenceofpHonPreparationofColloidalGold

LiangJingbo3,HeXin,XiongXiaodong,ZhangXi,WuCong(GRIKINAdvancedMaterialsCo.,Ltd,

GeneralResearchInstituteforNonferrousMetals,Beijing100088,China)

Abstract:ThecolorandtheparticlesizeofcolloidalgoldwereinfluencedbydifferentpHvalues.ColloidalgoldwaspreparedwithsodiumcitratebycontrollingthepHofthesolution.ThemaximumofabsorptionanditspeakwidthwereobtainedfromUV/visibleabsorptionspectrophotometry.Thediameteranditsdistributionwere

Keywords:colloidalgold;pHvalues;particlesize;sodiumcitratemeasuredbytransmissionelectronmicroscopy(TEM).Thentheresultswerecomparedandanalyzed.TheresultshowsthatwiththedecreaseofthepH,theparticlesizeincreasesandthecolorofcolloidalgoldischanged(red2blue2black).