基于不同穩(wěn)定劑納米金冷融指示劑的制備及穩(wěn)定性研究

李安琪

(墨爾本大學(xué)獸醫(yī)和農(nóng)業(yè)科學(xué)學(xué)院,澳大利亞墨爾本 VIC3010)

冷凍保藏是目前最常用的保藏手段之一[1],既可以最大限度地保持食品的風(fēng)味質(zhì)構(gòu)及營養(yǎng)價(jià)值,又可以抑制大部分微生物的生長繁殖。但冷凍保藏不能起到殺菌作用,在冷凍條件下,仍然有許多微生物甚至致病菌具有代謝活性和治病能力,一旦出現(xiàn)溫度浮動(dòng),殘存的細(xì)菌就會(huì)快速生長繁殖[2-3],但目前在家庭條件下很難對其進(jìn)行檢測和判斷。而納米金能與致病微生物結(jié)合[4],粒徑發(fā)生改變而導(dǎo)致顏色變化,且不影響其生物活性,被廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)檢測和食品安全等領(lǐng)域[5-6]。因此,本文擬制備一種納米金冷融指示劑,將其單獨(dú)包裝加入到食品當(dāng)中,食用前可通過觀察指示劑的顏色變化判斷食品的質(zhì)量,簡易快捷,既能起到指示劑的作用,又不存在與食品或人體直接接觸的情況。

目前制備納米金溶膠的方法主要為氯金酸還原法,即使用還原劑還原氯金酸溶液制得可溶性納米金顆粒的穩(wěn)定溶膠[7-8]。但是,在合成時(shí)僅加入還原劑還原氯金酸,無法控制合成的納米金顆粒粒徑的大小[9-10]。納米金顆粒的形成是晶核成長的過程,在制取納米金顆粒時(shí)加入穩(wěn)定劑,可以有效地阻止粒子間的聚集。穩(wěn)定劑可以吸附在已經(jīng)生成的金顆粒的表面,形成空間位阻,阻止晶核的進(jìn)一步成長,達(dá)到控制粒子尺寸的作用,所以納米金顆粒的大小尺寸與穩(wěn)定劑的種類和用量有著密切的關(guān)系[11-14],但關(guān)于穩(wěn)定劑對合成納米金顆粒相關(guān)性質(zhì)的研究較少[15-17]。

因此,本文選擇檸檬酸三鈉、海藻酸鈉、殼聚糖3種不同性質(zhì)的穩(wěn)定劑分別制備納米金溶膠,以其冷凍前后溶膠顏色的變化、離子體吸收峰的峰值、納米金顆粒的粒徑大小為考察指標(biāo),考察不同種類、不同濃度穩(wěn)定劑對納米金冷融指示劑指示效果的影響,以期為納米金冷融指示劑的制備及其在冷凍食品中的應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)和數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

氯金酸(分析純) 上海麥克林生化科技有限公司;海藻酸鈉(中等分子量)、海藻酸鈉(低分子量)、檸檬酸三鈉(分析純) Sigma公司;殼聚糖(分析純) Aladdin Industrial Corporation;硼氫化鈉(分析純) 國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;氫氧化鈉(分析純) 西隴化工股份有限公司;冰醋酸(分析純) 廣州金華大化學(xué)試劑有限公司;硝酸、鹽酸(分析純) 南京化學(xué)試劑股份有限公司。

UV Blue Start A紫外可見分光光度計(jì) 北京LabTech儀器有限公司;Fisher Scientific磁力攪拌器 賽默飛世爾科技公司;HH-1數(shù)顯恒溫水浴鍋 江蘇榮華儀器制造有限公司;MODEL86pH計(jì) 上海Thermo Electron 公司;DZG-6021真空干燥箱 上海森信實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司;DHP120恒溫培養(yǎng)箱 上海實(shí)驗(yàn)儀器廠有限公司;YC-300L冰箱 中科美菱公司;EL204電子天平(感量:0.0001 g) Mettler-Toledo儀器上海有限公司;NUT-Ⅱ-5T優(yōu)普超純水機(jī) 超純科技公司;Tecnai 12透射電子顯微鏡 FEI電子光學(xué)有限公司;TD24-WS離心機(jī) 長沙湘智離心機(jī)儀器有限公司;DK-98-Ⅱ電子調(diào)溫萬用電爐 天津市泰斯特儀器有限公司;MCR301流變儀 奧地利安東帕有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 基于不同穩(wěn)定劑納米金溶膠的制備

1.2.1.1 以檸檬酸三鈉為穩(wěn)定劑合成納米金顆粒 a. 1%的檸檬酸三鈉溶液的配制:稱取1.0 g(精確至0.0001 g)檸檬酸三鈉固體置于100 mL的容量瓶中,去離子水定容至刻度,搖勻。

b. 0.25 mmol/L的氯金酸溶液配制:稱取0.083 g(精確至0.0001 g)氯金酸粉末1000 mL的容量瓶中,去離子水定容至刻度,搖勻,于4 ℃冰箱中密封避光保存。

c.以檸檬酸三鈉為穩(wěn)定劑和還原劑的納米金溶膠的制備:分別取100 mL的0.25 mmol/L的氯金酸溶液置于兩個(gè)250 mL的燒杯中,置于電爐上攪拌加熱至沸騰,5 min后,分別加入1.6、2.0 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的檸檬酸三鈉,繼續(xù)加熱3 min,顏色由淺黃色變?yōu)樯钏{(lán)色再逐漸變?yōu)榫萍t色。繼續(xù)沸騰15～30 min后,關(guān)閉電爐,自然降溫至室溫,得到以檸檬酸三鈉為穩(wěn)定劑的納米金溶膠。

1.2.1.2 以海藻酸鈉為穩(wěn)定劑合成納米金顆粒 a.不同濃度海藻酸鈉溶液的配制:分別準(zhǔn)確稱取3.0、4.0 g中等分子量及5.0 g低等分子量的海藻酸鈉,置于3個(gè)500 mL燒杯中,加入200 mL去離子水,于磁力攪拌器上攪拌至其完全溶解。分別得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%、2.0%、2.5%的海藻酸鈉溶液,室溫下密封保存。

b.不同濃度氯金酸溶液的配制:分別準(zhǔn)確稱取0.0340、0.0272、0.0204、0.0136 g氯金酸粉末,置于4個(gè)100 mL容量瓶中,去離子水定容至刻度,搖勻,分別得到濃度為1.0、0.8、0.6、0.4 mmol/L的氯金酸溶液,于4 ℃冰箱中密封保存。

c.以海藻酸鈉為穩(wěn)定劑的納米金溶膠的制備:分別取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.5%的海藻酸鈉溶液30 mL置于4個(gè)100 mL燒杯中,于75 ℃的磁力攪拌器下加熱攪拌,分別加入10 mL濃度為1.0、0.8、0.6、0.4 mmol/L的氯金酸溶液,加入10 mL的去離子水,攪拌1 h,得到以海藻酸鈉為穩(wěn)定劑的納米金溶膠。

以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%、2.5%海藻酸鈉溶液為穩(wěn)定劑的納米金溶膠制備方法同上。

1.2.1.3 以殼聚糖為穩(wěn)定劑合成納米金顆粒 a. 20 mmol/L氯金酸溶液的配制:準(zhǔn)確稱取0.136 g氯金酸粉末,置于20 mL的容量瓶中,去離子水定容至刻度,得到濃度為20 mmol/L的氯金酸溶液,于4 ℃冰箱中密封保存。

b. 0.4 mol/L硼氫化鈉溶液的配制:準(zhǔn)確稱取0.575 g硼氫化鈉粉末,置于50 mL的容量瓶中,pH為10～12的氫氧化鈉溶液定容至刻度,得到濃度為0.4 mol/L的硼氫化鈉溶液,于4 ℃冰箱中密封保存。

c.不同濃度殼聚糖溶液的配制:分別準(zhǔn)確稱取0.20、0.10、0.05 g殼聚糖粉末,置于3個(gè)250 mL燒杯中,加入100 mL 1%的醋酸溶液,于磁力攪拌儀上攪拌2 h,分別得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%、0.1%、0.05%的殼聚糖溶液。

d.以殼聚糖為穩(wěn)定劑的納米金溶膠的制備:分別取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.2%的殼聚糖溶液39 mL置于4個(gè)100 mL燒杯中,分別加入0.4、0.5、0.6、0.7 mL濃度為20 mmol/L的氯金酸溶液,于磁力攪拌儀上攪拌45 min后,加入0.3 mL濃度為0.4 mol/L的硼氫化鈉溶液,繼續(xù)攪拌60 min,得到以殼聚糖為穩(wěn)定劑的納米金溶膠。

以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%、0.05%殼聚糖溶液為穩(wěn)定劑的納米金溶膠制備方法同上。

1.2.2 納米金溶膠的冷凍條件 將制備得到的納米金溶膠置于-25 ℃的條件下冷凍24 h,取出解凍24 h,再放入-25 ℃的條件下冷凍24 h,反復(fù)進(jìn)行冷凍解凍,直至其顏色發(fā)生明顯變化。

1.2.3 納米金溶膠的穩(wěn)定性研究

1.2.3.1 納米金溶膠顏色的觀察 將冷凍前后的納米金溶膠置于黑色燈箱中拍攝照片,觀察冷凍前后納米金溶膠的顏色、透明度和均勻性。

1.2.3.2 納米金溶膠吸收波長的測定 采用紫外可見分光光度計(jì)(UV-Vis)對冷凍前后的納米金溶膠進(jìn)行全波長掃描,測定納米金顆粒等離子體吸收峰及其峰值。

1.2.3.3 納米金顆粒粒徑的測定 使用透射電子顯微鏡對冷凍前后的納米金溶膠進(jìn)行觀察,測定納米金顆粒的粒徑大小,觀察其冷凍前后顆粒間的聚集情況。

2 結(jié)果與分析

2.1 以檸檬酸三鈉為穩(wěn)定劑制備得到的納米金溶膠穩(wěn)定性研究

2.1.1 以檸檬酸三鈉為穩(wěn)定劑制備得到的納米金溶膠的顏色 按照1.2.3.1節(jié)方法,觀察冷凍前后納米金溶膠的顏色、透明度和均勻性,冷凍前后的納米金溶膠顏色變化情況如圖1所示,冷凍前的納米金溶膠顏色為酒紅色,溶膠透明、均一,經(jīng)一次24 h冷凍后,納米金溶膠的顏色由酒紅色變?yōu)闊o色透明,且有少量黑色顆粒沉淀在瓶底。檸檬酸三鈉納米金溶膠經(jīng)一次24 h冷凍后,顏色就變?yōu)闊o色透明,說明其穩(wěn)定性較差,不符合冷融指示劑的要求,因此沒有進(jìn)一步考察不同濃度氯金酸對檸檬酸三鈉納米金溶膠穩(wěn)定性的影響。

圖1 以檸檬酸三鈉為穩(wěn)定劑制備得到的納米金溶膠冷凍前后顏色對比圖

2.1.2 以檸檬酸三鈉為穩(wěn)定劑制備得到的納米金溶膠的吸收波長 按照1.2.3.2節(jié)方法,采用紫外可見分光光度計(jì)(UV-Vis)對冷凍前后的納米金溶膠進(jìn)行全波長掃描,以檸檬酸三鈉為穩(wěn)定劑制備得到的納米金溶膠冷凍前后的光譜圖如圖2所示。結(jié)果表明,冷凍前不同濃度檸檬酸三鈉合成的納米金溶膠均在515 nm處出現(xiàn)明顯吸收峰,其峰值處于510～530 nm之間,符合納米金顆粒的表面等離子特性;以濃度為0.2%檸檬三鈉所制備的納米金溶膠的峰值明顯高于0.16%檸檬三鈉所制備的納米金溶膠,說明0.2%檸檬酸三鈉還原的納米金顆粒數(shù)量多于0.16%所還原的量;且0.16%檸檬酸三鈉所制備的納米金溶膠的半峰寬大于0.2%檸檬酸三鈉所制備的納米金溶膠的半峰寬,表示0.16%還原的納米金顆粒粒徑大于0.2%還原的納米金顆粒。

由圖2可知,納米金溶膠經(jīng)一次24 h冷凍后,沒有明顯吸收峰,說明此時(shí)的溶膠中納米金含量接近于零,再次說明檸檬酸三鈉納米金溶膠經(jīng)冷凍后穩(wěn)定性較差,與其顏色觀察結(jié)果一致。

圖2 以檸檬酸三鈉為穩(wěn)定劑制備得到的納米金溶膠冷凍前后的光譜圖

2.1.3 以檸檬酸三鈉為穩(wěn)定劑制備得到的納米金顆粒粒徑的測定 按照1.2.3.3節(jié)方法,使用透射電子顯微鏡對以0.2%檸檬酸三鈉為穩(wěn)定劑制備得到的納米金溶膠進(jìn)行觀察,如圖3所示。前面的研究結(jié)果表明,檸檬酸三鈉納米金溶膠的穩(wěn)定性較差,在此不再對其不同濃度顆粒的粒徑進(jìn)行比較,僅對其中一個(gè)濃度顆粒的粒徑進(jìn)行測量。

圖3 以0.2%檸檬酸三鈉為穩(wěn)定劑制備得到的納米金顆粒透射電鏡圖

結(jié)果表明,0.2%檸檬酸三鈉所制得的納米金顆粒大小均勻,顆粒分散穩(wěn)定,測量的顆粒粒徑為15.19 nm。

2.2 以海藻酸鈉為穩(wěn)定劑制備得到的納米金溶膠穩(wěn)定性研究

2.2.1 不同濃度海藻酸鈉對納米金溶膠穩(wěn)定性的影響 按照1.2.3.2節(jié)方法,采用紫外可見分光光度計(jì)(UV-Vis)對不同濃度的海藻酸鈉和1 mol/L的氯金酸所制備得到的納米金溶膠進(jìn)行全波長掃描,考察不同濃度海藻酸鈉溶液對納米金溶膠最大吸收波長的影響,不同濃度的海藻酸鈉和1 mol/L的氯金酸所制備得到的納米金溶膠光譜圖如圖4所示。結(jié)果表明,納米金溶膠的最大吸收波長隨著海藻酸鈉濃度的變化而變化,說明海藻酸鈉的濃度影響著納米金顆粒的穩(wěn)定性。其濃度越低或分子量越低,起到的保護(hù)和穩(wěn)定作用就越小,制備的納米金顆粒就越不穩(wěn)定,2.0%中等分子量的海藻酸鈉所制備的納米金顆粒較為穩(wěn)定,因此選定2.0%中等分子量的海藻酸鈉作為穩(wěn)定劑進(jìn)行納米金溶劑的制備。

圖4 不同濃度的海藻酸鈉和1 mol/L的氯金酸所制備得到的納米金溶膠光譜圖

2.2.2 不同濃度氯金酸對納米金溶膠穩(wěn)定性的影響

2.2.2.1 不同濃度氯金酸對海藻酸鈉納米金溶膠顏色的影響 按照1.2.3.1節(jié)方法,考察不同濃度氯金酸溶液對納米金溶膠顏色的影響,2.0%海藻酸鈉分別和0.4、0.6、0.8、1.0 mmol/L氯金酸溶液所制備得到納米金溶膠,結(jié)果如圖5所示,其顏色均為紅色,隨氯金酸濃度的增加而加深,說明隨著氯金酸濃度的增加,所還原的納米金顆粒含量越多,即2.0%海藻酸鈉和1.0 mmol/L氯金酸溶液所制備得到納米金溶膠中納米金顆粒含量最高。

圖5 2.0%海藻酸鈉和不同濃度氯金酸溶液所制備得到的納米金溶膠顏色對比圖

按照1.2.2節(jié)的條件,考察反復(fù)冷凍解凍對2.0%海藻酸鈉和1.0 mmol/L氯金酸所制備的納米金溶膠顏色的影響,結(jié)果如圖6所示。結(jié)果表明,冷凍前納米金溶膠的顏色為正紅色,經(jīng)兩次冷凍后,其顏色發(fā)生了明顯的變化,由紅色變?yōu)樽仙?且其顏色隨著冷凍次數(shù)的增加逐漸加深,第四次冷凍解凍后,顏色為深紫色。2.0%海藻酸鈉和1.0 mmol/L氯金酸溶液所制備的納米金溶膠經(jīng)一次24 h冷凍后顏色由紅色變?yōu)樽仙?發(fā)生明顯變化,且隨著冷凍次數(shù)的增加紫色依次加深,說明其穩(wěn)定性較好。

圖6 2.0%海藻酸鈉和1.0 mmol/L氯金酸所制備的納米金溶膠冷凍前后顏色對比圖

2.2.2.2 不同濃度氯金酸對海藻酸鈉納米金溶膠最大吸收波長的影響 按照1.2.3.2節(jié)方法,采用紫外可見分光光度計(jì)(UV-Vis)對2.0%海藻酸鈉和不同濃度的氯金酸所制備得到的納米金溶膠進(jìn)行全波長掃描,考察不同濃度氯金酸溶液對納米金溶膠最大吸收波長的影響,2.0%海藻酸鈉和不同濃度的氯金酸所制備得到的納米金溶膠光譜圖如圖7所示。結(jié)果表明,氯金酸濃度分別為0.4、0.6、0.8、1.0 mmol/L時(shí),其對應(yīng)的AuNPs/SA最大吸收波長分別為506、510、516、537 nm。說明隨著氯金酸濃度的增加,AuNPs/SA的最大吸收波長出現(xiàn)紅移現(xiàn)象。這可能是因?yàn)殡S著氯金酸濃度的增加,可以被還原的Au3+增加,生成的Au0就越多,即1.0 mmol/L氯金酸生成的納米金顆粒含量最多,這與其顏色的觀察結(jié)果一致。

圖7 2.0%海藻酸鈉和不同濃度的氯金酸所制備得到的納米金溶膠光譜圖

按照1.2.2節(jié)條件,考察反復(fù)冷凍解凍對納米金溶膠吸收波長的影響。采用紫外可見分光光度計(jì)(UV-Vis)對冷凍前后的2.0%海藻酸鈉和不同濃度氯金酸所制備得到的納米金溶膠進(jìn)行全波長掃描,2.0%海藻酸鈉與不同濃度氯金酸所制備的納米金溶膠冷凍前后光譜對比圖如圖8所示。結(jié)果表明,0.8 mmol/L氯金酸所制備的納米金溶膠冷凍前和一次24 h冷凍后的最大吸收峰分別為516和526 nm,0.6 mmol/L氯金酸所制備的納米金溶膠冷凍前和一次24 h冷凍后的最大吸收峰分別為510和524 nm。其最大吸收峰均發(fā)生了紅移,冷凍后吸光度均大于冷凍前,半峰寬度變大。以上現(xiàn)象與冷凍后其顏色加深,由紅色變?yōu)樽仙默F(xiàn)象一致,表明冷凍后的納米金顆粒穩(wěn)定性變差,粒徑增大。

圖8 2.0%海藻酸鈉和不同濃度的氯金酸所制備得到的納米金溶膠冷凍前后光譜對比圖

2.2.2.3 不同濃度氯金酸對海藻酸鈉納米金顆粒粒徑的影響 按照1.2.3.3節(jié)方法,使用透射電子顯微鏡對以2.0%海藻酸鈉為穩(wěn)定劑制備得到的納米金溶膠進(jìn)行觀察,圖9和圖10分別為2%海藻酸鈉與濃度為0.6、0.8 mmol/L氯金酸所制備的納米金溶膠電鏡圖。由圖9可知,2.0%海藻酸鈉和0.6 mmol/L的氯金酸所制備得到的納米金顆粒平均粒徑為9 nm,由圖10可知,2.0%海藻酸鈉和0.8 mmol/L的氯金酸所制備得到的納米金顆粒平均粒徑為15 nm。結(jié)果表明,兩種納米金顆粒分散且大小較均勻,0.8 mmol/L的氯金酸所制備得到的納米金顆粒粒徑明顯大于0.6 mmol/L所制備的納米金顆粒。這可能是因?yàn)殡S著氯金酸濃度的增加,被還原的Au3+越多,生成的Au0也越多,SA的穩(wěn)定和保護(hù)作用就變得不夠穩(wěn)定,所以其粒徑會(huì)增大,這與光譜掃描結(jié)果一致。

圖9 2.0%海藻酸鈉和0.6 mmol/L的氯金酸所制備得到的納米金顆粒透射電鏡圖

圖10 2.0%海藻酸鈉和0.8 mmol/L的氯金酸所制備得到的納米金顆粒透射電鏡圖

2.0%海藻酸鈉和1.0 mmol/L氯金酸所制備的納米金顆粒冷凍前后透射電鏡對比圖如圖11所示,a圖為冷凍前的納米金溶膠,b圖為冷凍后的納米金溶膠。結(jié)果表明,反復(fù)冷凍后的納米金顆粒,因受到溫度的影響,其顆粒之間發(fā)生了聚集,由單一分散的狀態(tài)明顯變?yōu)榫奂蓤F(tuán),符合納米金冷融指示劑的要求,因此說明2.0%海藻酸鈉和1.0 mmol/L氯金酸所制備的納米金溶膠是一種良好的納米金冷融指示劑。

圖11 2.0%海藻酸鈉和1.0 mmol/L氯金酸所制備的納米金顆粒冷凍前后透射電鏡對比圖

2.3 以殼聚糖為穩(wěn)定劑制備得到的納米金溶膠穩(wěn)定性研究

2.3.1 不同濃度殼聚糖對納米金溶膠穩(wěn)定性的影響 按照1.2.3.1節(jié)方法,考察不同濃度殼聚糖對納米金溶膠顏色的影響,結(jié)果如圖12所示。結(jié)果表明,0.05%、0.10%、0.20%殼聚糖與0.07‰氯金酸溶液制備得到的納米金溶膠顏色均為酒紅色,說明殼聚糖濃度對納米金溶膠穩(wěn)定性影響不大,因此選定中間濃度的殼聚糖進(jìn)行納米金溶膠的制備,即0.10%的殼聚糖。

圖12 不同濃度殼聚糖與0.07‰氯金酸溶液制備得到的納米金溶膠顏色對比圖

2.3.2 不同濃度氯金酸對殼聚糖納米金溶膠穩(wěn)定性的影響

2.3.2.1 不同濃度氯金酸對殼聚糖納米金溶膠顏色的影響 按照1.2.3.1節(jié)方法,考察不同濃度氯金酸對納米金溶膠顏色的影響,結(jié)果如圖13所示。結(jié)果表明,0.1%殼聚糖與0.07‰、0.09‰、0.10‰、0.12‰氯金酸溶液制備得到的納米金溶膠顏色均為酒紅色,說明氯金酸濃度對納米金溶膠穩(wěn)定性影響不大。

圖13 0.1%殼聚糖與不同濃度氯金酸溶液制備得到的納米金溶膠顏色對比圖

按照1.2.3.1節(jié)方法,觀察冷凍前后納米金溶膠顏色的變化,結(jié)果如圖14所示。結(jié)果表明,1%殼聚糖與0.07‰、0.09‰、0.10‰、0.12‰氯金酸溶液制備得到的納米金溶膠經(jīng)一次24 h冷凍后,會(huì)出現(xiàn)明顯的分層現(xiàn)象,上層顏色變淺為粉紅色,但瓶底部的顏色沒有發(fā)生明顯變化,仍為酒紅色。說明以殼聚糖為穩(wěn)定劑制備得到的納米金溶膠穩(wěn)定性較差。

圖14 0.1%殼聚糖與不同濃度氯金酸溶液制備得到的納米金溶膠冷凍前后顏色對比圖

2.3.2.2 不同濃度氯金酸對殼聚糖納米金溶膠最大吸收波長的影響 按照1.2.3.2節(jié)方法,采用紫外可見分光光度計(jì)(UV-Vis)對0.1%殼聚糖和不同濃度氯金酸所制備得到的納米金溶膠進(jìn)行全波長掃描,考察不同濃度氯金酸溶液對納米金溶膠最大吸收波長的影響,0.1%殼聚糖和不同濃度氯金酸所制備得到的納米金溶膠光譜圖如圖15所示,結(jié)果表明,所制備的納米金溶膠最大吸收波長均為515 nm,符合納米金顆粒的表面等離子特性。隨著氯金酸含量的增加,其吸光度越大,表明殼聚糖起到的穩(wěn)定作用就越小。

圖15 0.1%殼聚糖和不同濃度氯金酸所制備得到的納米金溶膠光譜圖

按照1.2.3.2節(jié)方法,采用紫外可見分光光度計(jì)(UV-Vis)對冷凍前后的0.1%殼聚糖和不同濃度氯金酸所制備得到的納米金溶膠進(jìn)行全波長掃描,0.1%殼聚糖和不同濃度氯金酸所制備得到的納米金溶膠冷凍前后光譜對比圖如圖16所示。結(jié)果表明,冷凍后的納米金溶膠最大吸收波長處吸光度均下降,說明冷凍后的納米金溶膠中的納米金含量均有所減少。

圖16 0.1%殼聚糖和不同濃度氯金酸所制備得到的 納米金溶膠冷凍前后光譜對比圖

2.3.2.3 不同濃度氯金酸對殼聚糖納米金顆粒粒徑的影響 按照1.2.3.3節(jié)方法,使用透射電子顯微鏡對0.1%殼聚糖和不同濃度氯金酸所制備得到的納米金溶膠進(jìn)行觀察,圖17和圖18分別為0.1%殼聚糖與濃度為0.09‰、0.07‰氯金酸所制備的納米金溶膠電鏡圖。結(jié)果表明,0.1%殼聚糖與濃度為0.09‰、0.07‰氯金酸所制備的納米金顆粒均成球型,大小較為均勻,但0.07‰氯金酸溶液所制備的納米金顆粒的分散性較好。

圖17 0.1%殼聚糖和0.09‰氯金酸所制備的納米金顆粒透射電鏡圖

圖18 0.1%殼聚糖和0.07‰氯金酸所制備的納米金顆粒透射電鏡圖

0.1%殼聚糖和0.07‰氯金酸所制備的納米金顆粒冷凍前后透射電鏡對比圖如圖19所示,a圖為冷凍前的納米金溶膠,b圖為冷凍后的納米金溶膠。結(jié)果表明,冷凍前納米金顆粒較均勻,單一分散性較好,冷凍后納米金顆粒明顯聚集成團(tuán),且顆粒大小不夠均一。

圖19 0.1%殼聚糖和0.07‰氯金酸所制備的納米金顆粒冷凍前后透射電鏡對比圖

3 結(jié)論

以檸檬酸三鈉為穩(wěn)定劑所制備的納米金溶膠顏色雖可以發(fā)生突變,由酒紅色變?yōu)橥该鳠o色,但其經(jīng)一次冷凍就會(huì)發(fā)生上述變化,穩(wěn)定性較差;以殼聚糖為穩(wěn)定劑所制備的納米金溶膠,其顆粒經(jīng)冷凍后雖會(huì)聚集,但顏色不會(huì)發(fā)生明顯變化,且其溶膠會(huì)發(fā)生明顯分層現(xiàn)象,說明以殼聚糖為穩(wěn)定劑制備得到的納米金溶膠穩(wěn)定性較差;以上現(xiàn)象均不符合對指示劑的要求。以海藻酸鈉為穩(wěn)定劑所制備的納米金溶膠效果最為理想:2.0%海藻酸鈉與10 mL的1.0 mmol/L氯金酸溶液所制備的納米金溶膠在反復(fù)冷凍2～3次后,其顏色會(huì)發(fā)生明顯變化,由正紅色變?yōu)樽仙?且其顏色隨冷凍次數(shù)的增加而加深;反復(fù)冷凍后的納米金顆粒,因受到溫度的影響,其顆粒之間會(huì)發(fā)生聚集,由單一分散的狀態(tài)明顯變?yōu)榫奂蓤F(tuán)。以上現(xiàn)象均符合納米金冷融指示劑的要求,海藻酸鈉為穩(wěn)定劑所制備的納米金溶膠是一種良好的納米金冷融指示劑。