一、基础产品信息

  • 中文名称：羧基修饰金纳米颗粒
  • 英文名称：Carboxyl-modified Gold Nanoparticles / Carboxyl-functionalized AuNPs
  • 常用缩写与别称：COOH-AuNPs、AuNP-COOH、羧基化纳米金、羧基功能化金胶、CAuNPs、金纳米粒-COOH
  • 性状：水溶胶呈酒红、紫红或紫红色（随粒径增大红移变深）；冻干态为棕红至暗红粉末
  • 溶解性：溶于水、PBS等水相缓冲液；PEG化版本兼具体相分散与一定有机相兼容能力
  • 储存条件：水溶胶4℃避光保存；冻干粉-20℃密封干燥保存
  • 纯度/质控：金核纯度高，表面羧基含量可标定（如≥100 μmol/g量级，依批次COA）
  • 保质期：密封避光条件下通常6–12个月（以批检报告为准）
  • 运输条件：避光、防潮、低温（4℃冰袋或干冰辅助）运输，避免冻结水溶胶
  • 供应商：西安瑞禧生物科技有限公司
  • 应用方向：生物分子偶联、免疫标记、SERS基底、比色传感、药物递送界面、纳米组装
  • 温馨提示：本产品仅供科研实验使用，不能用于人体实验、临床诊断与治疗。

二、材料合成原理

1. 核心结构逻辑

COOH-AuNPs = 金核（Au⁰） + 表面配体层（含–COOH末端）
  • 金核：提供局域表面等离子体共振（LSPR），可见光区有特征吸收峰（5 nm≈518 nm，10 nm≈520 nm，20 nm≈525 nm，50 nm以上紫移/宽化）。
  • 配体层：柠檬酸根、巯基羧酸（MPA/MUA等）或 SH-PEG-COOH，通过Au–S键或静电吸附锚定。
  • 羧基端：在弱碱性条件下解离为–COO⁻，带来负电排斥稳定；同时作为EDC/NHS偶联反应位点。

2. 合成原理（两段式）

羧基修饰金纳米颗粒（COOH-AuNPs）：合成原理、技术要点与全流程服务

第一步：金核制备

常用柠檬酸钠还原法（Turkevich法）：
  • 金源：氯金酸（HAuCl₄）
  • 还原/稳定剂：柠檬酸钠
  • 反应：沸腾水相中Au³⁺被还原为Au⁰，成核并生长为球形纳米粒
  • 调控：柠檬酸钠/HAuCl₄摩尔比、温度、回流时间决定粒径（5–100 nm）
大粒径或单分散要求高时，采用种子生长法：先制小种子（如10 nm），再加Au³⁺与弱还原剂（抗坏血酸/羟胺）在种子表面外延生长。

第二步：羧基功能化（配体交换）

两条主流路线：
  • 巯基羧酸自组装​
    MPA（3-巯基丙酸）、MUA（11-巯基十一酸）等通过Au–S键替换柠檬酸配体：
    Au表面 ←S–(CH₂)n–COOH
    链长影响：短链（MPA）密堆积但空间位阻小；长链（MUA/PEG-COOH）亲水稳定、抗聚集更强。
  • SH-PEG-COOH配体交换​
    用HS-PEG-COOH（PEG 350–10k Da）做配体，兼顾：
    • 金表面稳定
    • 水相分散
    • 柔性间隔减少空间位阻
    • 末端羧基供后续偶联
反应后需多次离心/超滤/透析去除游离配体，否则会干扰后续EDC偶联。

3. 技术要点与避坑

  • 配体比例：过量巯基分子利于覆盖，但过高易致交联团聚；需按OD/粒径反推粒子数优化。
  • pH控制：羧基活化（EDC/NHS）建议pH 5.0–6.5（MES缓冲）；偶联蛋白调至pH 7.0–8.0。
  • 盐离子：裸柠檬酸金耐盐性差，PEG-COOH版耐盐性提升；高盐环境仍建议梯度加盐。
  • 光与温度：金核怕长期强光与冻融；水溶胶避免-20℃冻结。
  • 偶联验证：用BSA-FITC、抗体等模型胺验证羧基活性，避免“有峰无活性”。
  • 团聚判别：UV-Vis峰宽化、λmax明显红移、DLS出现微米级峰，提示稳定性失效。

三、从原料到试剂：瑞禧生物全流程服务

1. 原料与金核合成段

  • 氯金酸纯化与浓度标定
  • 柠檬酸钠还原法批量制备5/10/20/30/50/80 nm金种
  • 种子生长法放大20–100 nm单分散批次
  • 中控：UV-Vis监测SPR峰，TEM抽检粒径与CV值

2. 表面修饰段（COOH引入）

  • 小链羧酸修饰：MPA、MUA配体交换
  • PEG化羧基修饰：SH-PEG-COOH（PEG 1k/2k/3.4k/5k）
  • 混合配体：COOH + PEG共修饰，调节密度与稳定性
  • 控制参数：表面羧基密度、Zeta电位（弱碱性负电）、水合粒径

3. 纯化与制剂化

羧基修饰金纳米颗粒（COOH-AuNPs）：合成原理、技术要点与全流程服务

  • 离心洗涤 / 超滤管浓缩 / 透析除游离配体
  • 冻干保护剂筛选（蔗糖/海藻糖体系）
  • 分装形式：水溶胶（OD 1/5/10）、冻干粉、定制浓度

4. 检测与COA交付

羧基修饰金纳米颗粒（COOH-AuNPs）：合成原理、技术要点与全流程服务

每批配套表征：
  • 形貌尺寸：TEM（统计≥100粒）、DLS水合直径
  • 光学：UV-Vis SPR峰位与半峰宽
  • 表面性质：Zeta电位、羧基含量（滴定/荧光胺法）
  • 纯度：TG（配体覆盖率）、XPS（表面元素）、ICP（金含量）
  • 稳定性：盐耐受、pH梯度、加速避光存放
  • 交付：COA + 表征图 + 使用建议书

5. 下游偶联定制（扩展服务）

  • 蛋白/抗体/多肽偶联（EDC/sulfo-NHS）
  • 叶酸、RGD、核酸适配体靶向化
  • 荧光双标（CY5/FITC + COOH-Au）
  • 复合体系：Au@SiO₂-COOH、Au-PEG-COOH@脂质体

四、瑞禧生物供应形态与规格

类型
粒径范围
形态
规格
裸柠檬酸金（对照）
5–100 nm
水溶胶
1 mL / 5 mL / 10 mL（OD可调）
COOH-AuNPs（小链）
5–50 nm
水溶胶/冻干
10 mg / 50 mg / 100 mg
PEG-COOH-AuNPs
10–80 nm
水溶胶/冻干
1 mg / 5 mg / 10 mg / 50 mg
高羧基密度定制
10–30 nm
冻干粉末
按需
偶联成品
10–20 nm
溶液
抗体/适配体/Apt-Au定制
同系配套：NH₂-AuNPs、MAL-AuNPs、SH-AuNPs、Biotin-AuNPs、AuNR-COOH（棒状）、Au@SiO₂-COOH。

五、应用机制简述

  • 生物偶联：COOH + 蛋白赖氨酸–NH₂ → EDC活化 → 酰胺键固定，用于免疫金标。
  • 比色检测：目标物交联多粒致聚集，SPR峰位移，裸眼或酶标仪读信号。
  • SERS/催化：金核增强电磁场，羧基层固定探针分子，构建拉曼或催化界面。
  • 递送研究：PEG-COOH金粒作为模型载体，偶联药物或核酸，研究细胞摄取与释放。
  • 纳米组装：COOH-Au与NH₂-Au在EDC下形成可控“核-卫星”结构，用于等离激元间隙调控。

六、小结

羧基修饰金纳米颗粒的价值不在“金”本身，而在表面可编辑性：金核提供光学与界面平台，羧基把无机颗粒转成“可共价连接的化学节点”。其技术关键贯穿三条线——金核粒径均一性、配体交换不团聚、羧基端真实可偶联。瑞禧生物可提供从金核合成、COOH/PEG化修饰、纯化冻干到偶联定制与全项检测的一站式科研服务，适合作为生物传感、标记与递送体系的前置平台材料。