1、JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本 科 毕 业 论 文（设 计）题目： 以芦丁为原料的金纳米粒子的合成 学 院： 食品科学与工程学院 姓 名： 学 号： 专 业： 食品质量与安全 班 级： 食安 指导教师： 职 称： 年 月以芦丁为原料的金纳米粒子的合成目 录摘要 .IAbstract.II引言 .31 材料与方法 .41.1 材料与仪器 .41.2 实验方法 .41.2.1 试剂的配制 .41.2.2 金纳米粒子的合成 .51.2.3 反应体系中芦丁浓度的选择 .51.2.4 反应条件的优化 .61.2.5 金纳米粒子的红外光谱 .61.2.6 金纳米粒子的 p
2、H 稳定性和放置稳定性 .72 结果与讨论 .72.1 金纳米粒子的合成 .72.2 反应体系中芦丁使用量的选择 .82.3 反应条件的优化 .82.3.1 pH 值对反应体系的影响 .82.3.2 温度对反应体系的影响 .92.3.3 时间对反应体系的影响 .102.4 金纳米粒子性质表征 .112.4.1 金纳米粒子红外表征 .113 结论 .11参考文献 .12致谢 .13以芦丁为原料的金纳米粒子的合成I摘要本文以芦丁为原料还原氯金酸，合成金纳米粒子。利用单因素轮换法优化了反应条件。利用紫外可见分光光度计测定金纳米粒子的吸收光谱。使用红外分光光度计测定红外光谱。并研究了金纳米粒子的 pH
3、 稳定性和放置稳定性。试验结果表明，固定氯金酸用量为 0.2mL，反应的最佳条件为：反应温度 70，提取时间 45 分钟，pH6.80，芦丁浓度是 310-3M.，紫外光谱显示，金纳米粒子的最大吸收峰位于535nm，红外光谱结果表明芦丁中 OH、C=O 等官能团参与了金纳米粒子的还原，且氧化产物吸附在金纳米粒子的表面。关键词：芦丁；金纳米粒子；紫外光谱；红外光谱以芦丁为原料的金纳米粒子的合成IIAbstractThis paper, taking rutin as raw material to restore gold chloride acid, synthesis of gold nan
4、oparticles.The reaction conditions were optimized by single factor rotation method.Using the uv-vis spectrophotometer determination of gold nanoparticles absorption spectra.Using infrared spectrophotometer determination of infrared spectrum.And studied the stability of the pH value of the gold nanop
5、articles and placed stability.The test results show that the fixed gold chloride acid dosage of 0.2 mL, the best reaction conditions are as follows: reaction temperature 70 , extracting time, 45 minutes pH6.80, rutin concentration is 3 x 10-3 m., ultraviolet spectrum showed that the maximum absorpti
6、on peak at 535 nm of gold nanoparticles, ftir results indicate that rutin in OH, C = O functional groups to participate in the reduction of gold nanoparticles, and oxides adsorbed on the surface of gold nanoparticles,.PH stability and placed stability results show that the method of synthesis of gol
7、d nanoparticles under different pH environment is unstable, the lower the pH, the lower the intensity of ultraviolet absorption peak of gold nanoparticles.Placed for a long time to also is not absolute stability at room temperature, 1 to 15 day period, placed in the ultraviolet absorption peak inten
8、sity of gold nanoparticles increases with time slow down.Key words: rutin;Gold nanoparticles.Ultraviolet spectrum;Infrared spectrum以芦丁为原料的金纳米粒子的合成3引言芦丁（Rutin）亦称“路丁” 、 “芸香苷(rutinoside)”或紫槲皮苷等，其化学名为: 3,3，4，,5,7-五羟基黄酮-3-O-芸香糖苷或懈皮素-3-O-芸香糖苷。 1芦丁是广泛分布于自然界植物中的一种具有代表性的黄酮类化合物，具有消炎、抗氧化、延缓衰老、抗癌等多种生理功效。 2黄酮由于能
9、够提供电子或氢原子，可以用来清除活性氧分子，是极好的天然抗氧化剂、还原剂。黄酮能够通过羰基或电子吸附在纳米金的表面。这一相互作用机制将酮类转换成羰基酸，从而起到对金属离子的还原作用，这些性质使得黄酮成为合成纳米金的极好的还原剂与稳定剂这些性质使得黄酮成为合成金纳米的极好的还原剂与稳定剂。 3金纳米粒子，是黄金的纳米级颗粒，呈黑色，可用于医学成像技术、也可用于化工类金属涂层。与块状金不同，黄金纳米粒子的价带和导带是分开的。当金粒子尺寸足够小时，会产生量子尺寸效应，引起黄金纳米粒子向绝缘体转化，并形成不同能级间的驻电子波。 4若其能级间隔超出一定的范围并发生单电子跃迁时，将表现出特殊的光学和电子学
10、特性，这些性质在晶体管、光控开关、传感器方面都有潜在的应用前景。纳米金独特的化学性质使得它成为极具应用于生物领域潜质的纳米材料。纳米金若要应用在生物领域，制备得到无毒的具有洁净表明的纳米金的绿色合成方法至关重要。环境友好的溶剂体系是实现合成无毒洁净纳米金目标的标准。 4本试验以芦丁为原料通过水浴加热还原氯金酸得到金纳米粒子，通过单因素实验通过扫描其吸光光谱得出最佳反应工艺，并试验了金纳米粒子的 pH 稳定性和放置稳定性。研究生成的金纳米粒子是否是能够稳定保存。通过测定红外光谱确定芦丁与金纳米粒子的生物基团的变化，研究芦丁生成金纳米粒子的反应机制。 以芦丁为原料的金纳米粒子的合成41 材料与方法
11、1.1 材料与仪器表 1 材料与仪器名称 规格 生产厂家芦丁 分析纯 西陇化工股份有限公司氢氧化钠 分析纯 天津市永大化学试剂有限公司醋酸 分析纯 江苏强盛化工有限公司硼酸 分析纯 西陇化工股份有限公司磷酸 分析纯 天津市永大化学试剂开发中心氯金酸 分析纯 凯玛生化有限公司紫外可见光分光光度计 SPECORD200 德国耶拿分析仪器股份公司数显恒温水浴锅 HH-4 国华电器有限公司恒温磁力搅拌器 90-1 上海沪西分析仪器厂有限公司红外分光光度计 NICOLET IS5 Thermo SCIENTIFIC 仪器有限公司1.2 实验方法1.2.1 试剂的配制芦丁标准液的配制：准确称取在 120下
12、干燥至恒重的芦丁样品 366mg，并将其置于 250mL 容量瓶中，加入少量的 0.2M 氢氧化钠溶液，进行溶解，放置冷却，等其溶解完全，加蒸馏水定容至标准刻度，制成浓度为 310-3M 的芦丁标准液，摇匀备用。芦丁稀释液的配制：取 5mL 芦丁标准液，加入到 50mL 容量瓶中，加蒸馏水定容至标准刻度，制成浓度为 310-4M 的芦丁稀释液。B-R 缓冲溶液 A 液的配制：用天平分别称取 1.2g 的醋酸，1.24g 的硼酸，1.96g 的磷酸，将其置于 500mL 容量瓶中，加蒸馏水定容至标准刻度，摇匀备以芦丁为原料的金纳米粒子的合成5用。B-R 缓冲溶液 B 液的配制：准确称取 2g 氢
13、氧化钠，将其置于 250mL 容量瓶中，加蒸馏水定容至标准刻度，摇匀备用。pH=2.21B-R 溶液的配制：量取 50mL 的 B-R 缓冲溶液 A 液，加入 5mLB-R 缓冲溶液 B 液，摇匀备用。pH=4.10B-R 溶液的配制:量取 50mL 的 B-R 缓冲溶液 A 液，加入12.5mLB-R 缓冲溶液 B 液，摇匀备用pH=6.80B-R 溶液的配制:量取 50mL 的 B-R 缓冲溶液 A 液，加入 25mLB-R 缓冲溶液 B 液，摇匀备用pH=9.15B-R 溶液的配制:量取 50mL 的 B-R 缓冲溶液 A 液，加入 35mLB-R 缓冲溶液 B 液，摇匀备用pH=11.
14、20B-R 溶液的配制：量取 50mL 的 B-R 缓冲溶液 A 液，加入42.5mLB-R 缓冲溶液 B 液，摇匀备用pH=11.92B-R 溶液的配制：量取 50mL 的 B-R 缓冲溶液 A 液，加入48.75mLB-R 缓冲溶液 B 液，摇匀备用氯金酸溶液的配制；取 1g 氯金酸结晶置于 100mL 容量瓶中，加蒸馏水定容至标准刻度，放置于冰箱中保存。1.2.2 金纳米粒子的合成取 1 支比色管，加入 1mL 的 pH=6.8 的 BR 缓冲溶液，再向这支比色管中加入 0.5mL 的芦丁标准液，震荡摇匀后再分别加入 0.2mL 的氯金酸溶液，加蒸馏水定容至 5mL，震荡摇匀，放入 70
15、水浴锅中水浴加热 1h，另做不加氯金酸和不加芦丁溶液的空白，取出冷却至室温，观察反应现象，并用紫外分光光度计测量波长为 400-800nm 范围的吸收光谱。1.2.3 反应体系中芦丁浓度的选择取 7 支比色管，分别往其中加入 1mL 的 pH=6.80 的 B-R 缓冲溶液，再分别加入芦丁量为 310-9g，310 -8g，4.510 -8g，610 -8g，1.510 -7g，2.410 -7g，310 -7g 的芦丁溶液，震荡摇匀后再分别加入 0.2mL 的氯金酸溶液，加蒸馏水定容至5mL，震荡摇匀，比色管放入 70水浴锅中水浴加热 1h，取出冷却至室温，用紫外分光光度计测量波长为 400
16、-800nm 范围的吸收光谱。以芦丁为原料的金纳米粒子的合成61.2.4 反应条件的优化1.2.4.1 pH 值对反应体系的影响取 6 支比色管，分别往其中加入 1ml 的pH=2.21，4.10，6.80，9.15 ，11.20，11.92 的 B-R 缓冲溶液，再向这 6 支比色管中加入芦丁溶液，震荡摇匀后再分别加入 0.2mL 的氯金酸溶液，加蒸馏水定容至 5mL，震荡摇匀， 放入 70水浴锅中水浴加热 1h，取出冷却至室温，并用紫外分光光度计测量波长为 400-800nm 范围的吸收光谱。选择最优 pH。1.2.4.2 温度对反应体系的影响取 5 支比色管，分别往其中加入 1mL 的
17、B-R 缓冲溶液，再向这 5 支比色管中加入芦丁溶液，震荡摇匀后，再分别加入 0.2mL 的氯金酸溶液，加蒸馏水定容至 5mL，震荡摇匀，分别放入温度为 50，60，70，80，90水浴锅中水浴加热 1h，取出冷却至室温，观察反应现象，并用紫外分光光度计测量波长为400-800nm 范围的吸收光谱。选择最优反应温度。1.2.4.3 反应时间对纳米金合成的影响取 5 支比色管，分别往其中加入 1mL 的 B-R 缓冲溶液，再向这 5 支比色管中分别加入芦丁溶液，0.2mL 的氯金酸溶液，加蒸馏水定容至 5mL，震荡摇匀，将 5 支比色管放入 70水浴锅中分别水浴加热 10，30，45，60，90
18、min，取出冷却至室温，观察反应现象，并用紫外分光光度计测量波长为 400-800nm 范围的吸收光谱。选择最优反应时间。1.2.5 金纳米粒子的红外光谱反应制作出金纳米粒子样品，装入预处理过后的透析袋（截留分子量 8000-14000）中，将透析袋放在装有蒸馏水的烧杯中，将烧杯放在磁力搅拌器上透析48h,透析完后将透析液用烧杯装好放在-18的冰箱内冷冻一晚上，将透析液冻好后，放入冷冻干燥机中冷冻干燥 24h，冷冻干燥过后，用芦丁与金纳米粒子以芦丁为原料的金纳米粒子的合成7分别与溴化钾晶体研磨后制成压片，使用红外分光光度计测定其红外吸收光谱。1.2.6 金纳米粒子的 pH 稳定性和放置稳定性（
19、1）pH 稳定性根据 1.2.3 四个单因素实验得出的最佳反应条件进行反应，取 6 支比色管，再分别取 0.5mL 反应液于这 6 支比色管中，分别用pH=2.21，4.10，6.80，9.15 ，11.20，11.92 的 B-R 缓冲溶液定容至 5mL，另取0.5mL 反应液加水定容至 5mL 作为空白对照。用紫外分光光度计分别测量波长为 400-800nm 范围的吸收光谱。（2）放置稳定性根据 1.2.3 四个单因素实验得出的最佳反应条件进行反应，用紫外可见分光光度计测量波长为 400-800nm 范围的吸收光谱，测完后，回收反应液，每隔5 天测定一次，一共测定 4 次。2 结果与讨论2
20、.1 金纳米粒子的合成图 1a 图 1b图 1a 为金纳米粒子及空白组的紫外光谱，图中曲线 1，2，3 分别为加氯金酸和芦丁的反应液，不加氯金酸加芦丁的反应液和不加芦丁加氯金酸的反应液的紫外吸光度曲线；图 1b 为金纳米粒子及空白组的试验现象，三支比色管从左往右分别与曲线 1，2，3 对应。用芦丁和氯金酸 ph=6.8 的反应环境中水浴加热，反应结果如图 2 所示。反应液的颜色变成酒红色，不加氯金酸的反应液的颜色变成浅黄色，不加芦丁的以芦丁为原料的金纳米粒子的合成8反应液的颜色是无色透明的。利用紫外分光光度计对反应液的可见光区 400-800nm 进行波长扫描，生成物紫外扫描工作曲线如图 1
21、所示，两组空白实验的吸收光谱都是没有出现吸收峰的，而加了芦丁与氯金酸的混合溶液在 528nm 处出现了紫外特征吸收峰。由此可以判断芦丁和氯金酸的反应可以生成金纳米粒子。2.2 反应体系中芦丁使用量的选择图 1a 图 2b 图 2a 为不同芦丁用量的反应液的紫外光谱，曲线 1 至 7 的反应液中芦丁含量依次为 310-9g，310 -8g，4.510 -8g，610 -8g，1.510 -7g，2.410 -7g，310 -7g，图 2 b 表示不同芦丁使用量的反应液的最大吸收峰位置。从图 2a，图 2b 可以看出，当芦丁用量为 310-9g， 310-8g，4.510 -8g 时，反应液的紫外
22、吸收峰都很小，且最大吸收峰强度为 682，565，568nm 。这是因为反应的芦丁用量太少，导致还原氯金酸不完全，生成金纳米粒子的量太少。当芦丁使用量为 610-8g，1.5 10-7g，2.410 -7g，310 -7g 时，生成的金纳米粒子紫外吸收峰强度基本没有变化，最大吸收峰位置也都在 520-530nm 之间。可以认为芦丁用量大于 610-8g 时，可以反应生成金纳米粒子，当芦丁使用量为 610-8g，2.410 -7g，310 -7g 时，吸收峰的峰宽较芦丁用量为 1.510-7g 时的宽，故选用 1.510-7g 为最佳反应物用量。2.3 反应条件的优化2.3.1 pH 值对反应体系的影响
