利用NMR技术研究聚乙二醇化聚乙烯亚胺包裹金纳米颗粒的结构

金纳米颗粒（Au NPs）在催化反应、光学传感器、基因传递和生物成像上有着广泛的应用，但关于Au NPs结构的研究报道非常少。一般认为聚合物介导的Au NPs的结构分为两种，一是聚合物包裹的Au NPs，二是聚合物稳定的Au NPs。分析纳米颗粒结构的研究方法主要有：a) 透射电镜（TEM）法，利用TEM可直接观察聚合物和纳米颗粒的形貌，如磷钨酸负染法；b) EXAFS（Extended X-ray absorption fine-structure）光谱法，研究聚合物和纳米颗粒的结构；c) NMR法，原位研究纳米颗粒与聚合物之间的相互作用。

近日，东华大学化学化工与生物工程学院史向阳教授（点击查看介绍）课题组与匈牙利德布勒森大学István Bányai教授课题组合作，报道了利用NMR技术研究聚乙二醇化聚乙烯亚胺（PEI-mPEG）包裹Au NPs的结构。他们采用快速还原法（添加额外还原剂，PEI-mPEG-Au NPs-1）和慢速还原法（自身还原法，PEI-mPEG-Au NPs-2）两种方法合成基于PEI-mPEG的Au NPs。通过PEI-mPEG的2D NOESY，发现PEG链位于PEI外部。相比PEI-mPEG（无Au NPs）的一维NMR，PEI-mPEG-Au NPs能够有效减少内部PEI而不是外部PEG的质子信号。这说明Au NPs和内部PEI之间存在很强的相互作用力，也就是说Au NPs被单个的PEI-mPEG所包裹，而不是被外部的PEG链所稳定。另外PEI-mPEG-Au NPs 中PEI（或PEG）质子NMR的扩散速度大于PEI-mPEG中PEI（或PEG）质子的扩散速度，这进一步说明了Au NPs被PEI-mPEG所包裹。

该研究成果在线发表在Analyst上。相关工作得到了国家自然科学基金、上海市教委上海高校特聘教授（东方学者）支持计划、科技部中匈政府间合作项目的资助。

该论文作者为：Benqing Zhou, Mingwu Shen, István Bányai, Xiangyang Shi

http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2016/AN/C6AN00841K

Structural characterization of PEGylated polyethylenimine-entrapped gold nanoparticles: an NMR study

Analyst, 2016, 141, 5390-5397, DOI: 10.1039/C6AN00841K