一、胶体金的特性和制备

[b](一)胶体金的结构[/b] 胶体金(colloidalgold)也称金溶胶(goldsol),是由金盐被还原成原金后形成的金颗粒悬液。胶体金颗粒由一个基础金核(原子金Au)及包围在外的双离子层构成,紧连在金核表面的是内层负离子(AuC1[XB]2[/XB][SB]-[/SB]),外层离子层H[SB]+[/SB]则分散在胶体间溶液中,以维持胶体金游离于溶胶间的悬液状态。 胶体金颗粒的基础金核并非是理想的圆球核,较小的胶体金颗粒基本是圆球形的,较大的胶体金颗粒(一般指大于30nm以上的)多呈椭圆形。在电子显微镜下可观察胶体金的颗粒形态。 [b](二)胶体金的特性[/b] 1.胶体性质胶体金颗粒大小多在1~100nm,微小金颗粒稳定地、均匀地、呈单一分散状态悬浮在液体中,成为胶体金溶液。胶体金因而具有胶体的多种特性,特别是对电解质的敏感性。电解质能破坏胶体金颗粒的外周永水化层,从而打破胶体的稳定状态,使分散的单一金颗粒凝聚成大颗粒,而从液体中沉淀下来。某些蛋白质等大分子物质有保护胶体金、加强其稳定性的作用。 2.呈色性微小颗粒胶体呈红色,但不同大小的胶体呈色有一定的差别。最小的胶体金(2~5nm)是橙黄色的,中等大小的胶体金(10~20nm)是酒红色的,较大颗粒的胶体金(30~80nm)则是紫红色的。根据这一特点,用肉眼观察胶体金的颜色可粗略估计金颗粒的大小。 3.光吸收性胶体金在可见光范围内有一单一光吸收峰,这个光吸收峰的波长(λmax)在510~550nm范围内,随胶体金颗粒大小而变化,大颗粒胶体金的λmax偏向长波长,反之,小颗粒胶体金的λmax则偏于短波长,表19-1所列为部分胶体金的λmax。 [b](三)胶体金的制备[/b] 1.制备方法胶体金的制备多采用还原法。氯金酸(HauC1[XB]4[/XB])是主要还原材料,常用还原剂有柠檬酸钠、鞣酸、抗坏血酸、白磷、硼氢化钠等。根据还原剂类型以及还原作用的强弱,可以制备0.8nm~150nm不等的胶体金。最常用的制备方法为柠檬酸盐还原法。具体操作方法如下: (1)将HauC1[XB]4[/XB]先配制成0.01%水溶液,取100ml加热至沸。 (2)搅动下准确加入一定量的1%柠檬酸三钠(Na[XB]3[/XB]C[XB]6[/XB]H[XB]5[/XB]O[XB]7[/XB]·2H[XB]2[/XB]O)水溶液。 (3)继续加热煮沸15min。此时可观察到淡黄色的氯金酸水溶液在柠檬酸钠加入后很快变灰色,续而转成黑色,随后逐渐稳定成红色。全过程约2~3min。 (4)冷却至室温后用蒸馏水恢复至原体积。 用此法可制备16~147nm粒径的胶体金。金颗粒的大小取决于制备时加入的柠檬酸三钠的量。表19-1列举制备4种不同粒径胶体金时柠檬酸三钠的用量。 表19-1 四种粒径胶体金的制备及特性
胶体金粒径(nm)1%柠檬酸三钠加入量(ml)*胶体金特性
呈色λmax 
162.00橙色518nm
24.51.50橙红522nm
411.00红色525nm
71.50.70紫色535nm
*还原100ml0.01%HauC1[XB]4[/XB]所需量 2.注意事项 (1)氯金酸易潮解,应干燥、避光保存。 (2)氯金酸对金属有强烈的腐蚀性,因此在配制氯金酸水溶液时,不应使用金属药匙称量氯金酸。 (3)用于制备胶体金的蒸馏水应是双蒸馏水或三蒸馏水,或者是高质量的去离子水。 (4)是以制备胶体金的玻璃容器必须是绝对清洁的,用前应先经酸洗并用蒸馏水冲净。最好是经硅化处理的,硅化方法可用5%二氯甲硅烷的氯仿溶液浸泡数分钟,用蒸馏水冲净后干燥备用。 (5)胶体金的鉴定和保存:胶体金的制备并不难,但要制好高质量的胶体金却也并非易事。因此对每次制好的胶体金应加以检定,主要检查指标有颗粒大小,粒径的均一程度及有无凝集颗粒等。 肉眼观察是最基本也是最简单和方便的检定方法,但需要一定的经验。良好的胶体金应该是清亮透明的,若制备的胶体金混浊或液体表面有漂浮物,提示此次制备的胶体金有较多的凝集颗粒。在日光下仔细观察比较胶体金的颜色,可以粗略估计制得的金颗粒的大小。当然也可用分光光度计扫描λmax来估计金颗粒的粒径。结制备的胶体金最好作电镜观察,并选一些代表性的作显微摄影,可以比较精确地测定胶体金的平均粒径。 胶体金在洁净的玻璃器皿中可较长时间保存,加入少许防腐剂(如0.02%NaN[XB]3[/XB])可有利于保存。保存不当时会有细菌生长或有凝集颗粒形成。少量凝集颗粒并不影响以后胶体金的标记,使用时为提高标记效率可先低速离心去除凝集颗粒。