(1)Silver nitrate,AgNO3,M.W. 169.87,99.8 %,GR grade (Showa, Tokyo, Japan)
(2)Sodium borohydride,NaBH4,M.W. 37.83,98 %,GR grade (Alfa Aesar, Ward Hill, MA, USA)
(3)11-mercaptoundecanoic acid(MUA),M.W. 218.36,95%,GR grade (Aldrich, St. Louis, MO, USA)
(4)Dipotassium phosphate,K2HPO4,M.W. 174.18,99%,GR grade (Showa, Tokyo, Japan)
(5)Polyethylene glycol,M.W. 8000,GR grade(Sigma, St. Louis, MO, USA)
(6)Polyethylene glycol,M.W. 6000&4000,GR grade(Showa, Tokyo, Japan)
(7)N-[3-(trimethoxy silyl)propyl]-ethylenediamine,M.W. 222.36,
97%,GR grade (Aldrich, St. Louis, MO, USA)
(8)Urea,M.W. 60.06,99.7%,ACS grade(J. T. Baker, San Francisco, CA, USA)
(9)Tri(hydroxymethyl)-aminomethane , M.W. 121.14 , 99.96% , ACS grade (TEDIA, Fairfield, OH, UAS)
(10)Colloidal Graphite,GR grade (TED PELLA. INC., San Francisco, CA, USA)
(11)Hydrochloric acid,HCl,M.W. 36.45,35.0~37.0%,GR grade (Showa, Tokyo, Japan)
(12)Trisodium citrate dihydrate,C6H5Na3O7‧H2O,M.W. 294.1
,ACS grade (Showa, Tokyo, Japan)
(13)16-Mercap-decanoic acid (MUA) , M.W. 288.5 , 95% , GR grade(Aldrich, St. Louis, MO, USA)
(14) Ficoll®400,M.W. 400000,GR grade (Sigma, St. Louis, MO, USA)
3-2 實驗儀器
(3)離心機(Centrifuges)
(a)型號為 EBA20(Hettich, Germany)
最大轉速 6000 rpm,最大離心力為 3421 g (b)型號為 Z323K(Hermle, Germany)
最大轉速 17000 rpm,最大離心力為 27000 (4)掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscopy)
型號為 JEOL JSM-7401F ,由 JEOL 公司製造(Tokyo, Japan) (5)能量散佈光譜分析儀(Energy Dispersive Spectrometer)
型號為 EDS7585,由 Oxford 公司製造(England)
3-3 實驗方法
12.5 ml 的緩衝溶液(Tris(hydroxymethyl)-aminomethane
0.1M HCl 所配製的 buffer,50 mM),濃縮後之銀奈米粒子,在緩衝
一開始曾嘗試使用 PEG-Ficoll、PEG-Dextran 及 PEG-Dxtrin 的雙
圖3-3利用相圖規律選取9個點
在雙水相相圖中先選取九個點,並觀察銀奈米粒子系統中的分佈 情形
3-3-3 雙水相的製備
我們先配製一瓶 40%(w/w) PEG 水溶液,和一瓶 40%(w/w) K2HPO4 水溶液,兩者依不同比例混合,即可配製出不同比例的雙水 相系統。
本研究是使用高分子-鹽類的雙水相系統,高分子是使用 PEG,
鹽類是使用 K2HPO4,探討系統的變因主要是 PEG 分子量、改變 PEG 及 K2HPO4不同的重量百分比濃度,以及添加尿素分子(Urea)所帶來 之影響。我們先觀察三種不同分子量的雙水相系統,分子量分別為
4000、6000 和 8000,接著再改變 PEG 和 K2HPO4重量百分比濃度的 比例,最後再添加尿素分子(Urea)。雙水相系統配製,是先在相圖上 有規律的選取 9 個點,配製出 9 個不同重量百分比濃度雙水相系統。
3-3-4 偵測銀奈米粒子在雙水相系統中的分佈
在實驗過程中,銀奈米粒子在上層相以及下層相吸收光譜在最大 值之比,此值大體上可視為銀奈米粒子在兩相之分佈,以 Kc 來代表
(3-1)
At:absorbance of solute in top phase Ab:absorbance of solute in bottom phase
將所配製 10 ml 的雙水相系統,加入 0.1 ml,0.127%(w/w)的銀奈 米粒子溶液,待至平衡後,上、下層相各取一毫升,並加入去離子水 兩毫升(稀釋溶液),分別測 UV-Vis 光譜儀,得到的表面電漿光譜訊 號(約 420 nm),見圖 3-4,取其最大吸收度之比例,可視為奈米粒子 在兩相中的分佈(Kc)。
Ab
Kc At
圖3-4銀奈米粒子在雙水相系統中光譜訊號
ATPS: PEG 6000(10%) K2HPO4(12%),粗線為上層相吸收光譜之 訊號,最大吸收度為 0.241;細線為下層相吸收光譜之訊號,最大吸 收度為 0.828,上、下層相最大吸收度之比值即為 Kc(0.29)。
3-3-5 銀奈米粒子測 SEM 的前置工作
待測物溶液中含有 PEG 和鹽類雜質,使 SEM 偵測不易,所以先 用高速離心方法把大部分雜質洗掉,高速離心(轉速 15000 rpm,離心 時間為 15 min),用 pH 11 緩衝溶液清洗兩遍。接著在矽晶片(SiO2 wafer) 修飾上 N-[3-(trimethoxy silyl)propyl]-ethylenediamine 使矽晶片帶正電 [59],把修飾表面帶正電的矽晶片浸泡到待測物溶液裡,浸泡 24 小 時,由於待測物是帶負電的銀奈米粒子,會因正負電吸引力,鍵結到 矽晶片表面,取出矽晶片以去離子水把表面清洗乾淨後,黏到圓盤 (holder)上。可以在矽晶片旁塗上碳液(Colloidal Graphite),增加導電 度,使 SEM 更易偵測出樣品。
3-3-6 雙水相系統批式萃取實驗
經過最佳化的實驗,選用合適的雙水相系統,連續進行三次萃取 並觀察不同大小顆粒的銀奈米粒子在兩相中的分佈程度。
配製一瓶雙水相系統(總重為 100 g),裝到容量為 100 ml 的 A 樣 品瓶中,從 A 樣品瓶的上下層相各取 14 ml 裝到容量為 50 ml 的 B 樣 品瓶裡,加入 0.6 ml 的銀奈米粒子溶液,平衡後從 B 樣品瓶取上層 相 10 ml,以及 A 樣品瓶下層相水溶液 10 ml,一起加到容量為 20 ml 的 C 樣品瓶裡,混合再次平衡後,取 C 樣品瓶上層相 6 ml,和 A 樣 品瓶下層相 6 ml,一起加到容量為 20 ml 的 D 樣品瓶裡,再次混合平 衡,圖 3-5 為實驗步驟示意圖。最後把樣品瓶 B、C、D 的上、下層 相,以 SEM 測量,觀察其大小顆粒的分佈。
3-3-7 表面修飾不同分子奈米粒子之合成 l ml tri-sodium citrate-2-hydrute 溶液(1%),此時溶液會變色,繼續沸 騰 5 分鐘,靜置至室溫。
為十分鐘,持續攪拌 24 小時後,停止反應。滴入數滴 AgNO3時,溶 液顏色會由無色轉變為棕色,加入的 AgNO3越多,最後整個溶液呈 現為棕黑色。