纳米金的表面修饰及聚苯胺纳米金复合物

论文摘要

聚苯胺因具有高导电性、热稳定性、环境稳定性、掺杂可逆性等独特性质,而成为高分子研究领域的热点。这种高分子目前已经广泛应用于构建电子器件、金属防腐、电磁屏蔽研究等领域。尽管聚苯胺有很多的优良的特性,但其内在的不溶性限制了它在很多方面的应用,尤其是在生物方面的应用。聚苯胺可方便地通过化学氧化和电化学氧化方法得到。在聚苯胺中引入金属纳米粒子,如金、银、铂、钯、铜等,在导电性、催化性、防腐性能方面都比聚苯胺本体有着更大的优势。通常聚苯胺/金属纳米离子的复合都采用原位复合法,也就是将金属离子原位还原为单质金属的过程。近年来,聚苯胺-金复合物的制备得到了人们广泛关注,合成聚苯胺-金复合物,聚苯胺-金微球,以及聚苯胺-金纳米粒子复合物的方法已经有很多,但这些方法均不能制备稳定的分散于水溶液的聚苯胺修饰的纳米金粒子。因为不溶是聚苯胺的内在特性,在没有稳定剂或掺杂剂的情况下,用化学方法很难改变其不溶的性质,而唯一能够克服其不溶性质的方法就是缩小聚苯胺的尺寸。本文采用两种方法制备得到聚苯胺修饰的纳米金粒子。一种采用原位复合法,即用苯胺作为还原剂还原氯金酸合成了聚苯胺-纳米金复合物。苯胺作为导电聚合物的单体在水溶液中带正电,有明显的还原性,苯胺的加入也可用于稳定纳米金粒子。另一方面,导电聚合物的单体也可直接还原氯金酸生成金纳米粒子,用苯胺作还原剂还原氯金酸生成的金纳米粒子表面被聚苯胺所包裹,在水溶液中有一定的分散性;另外一种方法是以柠檬酸钠还原法制备纳米金,通过调节聚合反应条件,纳米金表面原位聚合薄层聚苯胺,得到聚苯胺修饰的纳米金粒子（PAn@AuNPs）。这种方法不仅可以克服聚苯胺不溶的缺点,而且还能增强纳米金的稳定性,这种高稳定性的纳米粒子有望在生物领域得到应用。纳米粒子具有小尺寸效应、表面效应、光学效应以及特殊的生物亲和效应,这些效应使得金纳米粒子广泛应用于临床医学、材料学等领域,目前,金标记技术在医学检验领域已经成为四大标记技术之一。表面结合了核酸或蛋白质的金纳米粒子在生物医学方面具有非常广泛的应用,为了更好地应用金纳米探针,需要对这种金纳米探针进行分析表征,目前主要是应用电镜技术,但这种技术操作比较烦琐、条件苛刻、仪器昂贵。这就需要发展一些相对简单的方法来对金纳米探针进行分析表征。本文将荧光分光光度计、聚丙烯酰胺凝胶电泳等用于金纳米粒子表面修饰的表征,以寻求一种灵敏、简便易行的表征方法。表面修饰后的金纳米粒子在电学性质上将有更大的差异,这对于分离非常有利,不失为一种金纳米粒子修饰的新分离手段。后续实验可以将这种分离的条件进行进一步摸索。同时在凝胶电泳中间对不同粒径的金纳米粒子进行尝试性分离,可以得到不同泳动距离的电泳区带。然后对表面修饰了寡核苷酸的金纳米粒子在同样条件下分离可以得到明显分开的区带,这种方法是对具有不同粒径和不同表面修饰量的金纳米粒子进行分离的有效手段。可以发展成为金纳米粒子质量控制和表面修饰量表征的标准方法。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 聚苯胺纳米粒子复合物
• 1.2.1 聚苯胺的研究现状
• 1.2.2 聚苯胺金属纳米粒子复合物
• 1.2.3 聚苯胺金属纳米粒子复合物的应用
• 1.3 纳米金的制备及应用
• 1.3.1 纳米金的制备
• 1.3.2 纳米金的性质
• 1.3.3 纳米金的表面修饰及其应用
• 1.4 课题构思及论文主要内容
• 2 纳米金的制备和表征
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 材料与仪器
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 粒径大小和还原剂的关系
• 2.3.2 纳米金的吸收光谱和显微镜分析
• 2.4 结论
• 3 金纳米粒子表面修饰及杂交的荧光分析
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 实验原理
• 3.2.2 材料与仪器
• 3.2.3 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 不同粒径金纳米粒子的包被及杂交效率
• 3.3.2 寡核苷酸吸附过程中电解质浓度的影响
• 3.3.3 表面状态对包被及杂交的影响
• 3.4 结论
• 4 表面聚合制备聚苯胺包纳米金
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 实验原理
• 4.2.2 试剂与仪器
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 紫外/可见吸收光谱
• 4.3.2 红外吸收光谱
• 4.4 结论
• 5 聚苯胺修饰纳米金的制备和表征
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 试剂与仪器
• 5.2.2 实验方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 PAn@ AuNPs 的表征
• 5.3.2 PAn@ AuNPs 的稳定性
• 5.4 结论
• 6 结语与展望
• 6.1 结语
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录
• 作者在攻读学位期间发表的论文目录