金纳米溶胶表面修饰及在pH传感器方面的应用

论文摘要

金纳米颗粒有着独特的光学性质,在医学、传感、分析化学等方面有很好的应用前景,近年来成为人们研究的热点。在本论文中,我们针对金纳米颗粒性质进行了三方面的研究。（1）使用还原法和优化后的种子法,制备了一系列不同粒径的金纳米颗粒,并比较了两种制备方法的优缺点。这为后面研究金纳米颗粒的表面修饰与光谱学性质奠定了基础。（2）对金纳米颗粒进行了表面修饰,获得了很好的性能。金纳米颗粒由于纳米颗粒的粒径小,比表面积大,且微粒间范德华力作用的存在,使得颗粒间易于团聚。将线性α-甲氧基-ω-巯基聚乙二醇（mPEG-SH, 5000 MW）通过巯基化学吸附于金溶胶表面,可形成高分子层包被的金溶胶。研究结果表明,PEG修饰的金溶胶可以在pH = 113.5和盐浓度高达1.20 mol/L的较苛性条件下保持稳定。这是由于金溶胶表面吸附的高分子保护层为溶胶提供了新的空间稳定。因而,PEG保护的金溶胶在很大程度上克服了对环境敏感、易聚沉的缺点,能在复杂的条件（如生理条件）下应用。鉴于PEG的水溶性、无毒性和生物亲和性,这种具有较高稳定能力的金纳米粒子/PEG复合体结合了金纳米粒子和PEG的优异性能,可作为生物纳米探针用于复杂条件下的生物分析。（3）把表面修饰功能分子的金纳米颗粒用于pH传感器研究。我们在金纳米颗粒表面依次修饰上信号功能分子4-巯基吡啶及线性α-甲氧基-ω-巯基聚乙二醇。研究结果表明,修饰后的金纳米颗粒不仅能够在强酸、强碱和高浓度盐溶液中稳定存在,而且依然保持了较好的pH传感器的性能,分散在一系列pH值的缓冲溶液中时,对pH值有很好的响应。这些优良的性质为以后将金纳米颗粒基底的pH传感器运用于复杂条件下的生物分析,奠定了一定基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 纳米颗粒简介
• 1.1.1 纳米的概念和性质
• 1.1.2 金纳米材料
• 1.1.3 金纳米颗粒的制备方法
• 1.1.4 纳米材料的表征技术
• 1.1.5 金纳米颗粒的应用
• 1.2 纳米颗粒表面修饰简介
• 1.2.1 纳米颗粒表面修饰的目的
• 1.2.2 纳米颗粒的表面修饰方法
• 1.2.3 颗粒表面修饰的应用
• 1.3 表面增强拉曼散射（SERS）简介
• 1.3.1 拉曼光谱的发展及特点
• 1.3.2 SERS 的发展及其理论模型
• 1.3.3 SERS 的基本特点
• 1.3.4 SERS 增强机理
• 1.3.5 SERS 的应用
• 第2章 不同粒径金纳米颗粒的合成
• 2.1 前言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂与仪器
• 2.2.2 实验方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 TEM 图
• 2.3.2 紫外–可见光谱图
• 2.4 结论
• 第3章 金纳米颗粒表面修饰及稳定性研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂与仪器
• 3.2.2 实验方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 金溶胶的PEG 修饰与表征
• 3.3.2 金溶胶和PEG 修饰的金溶胶的稳定性
• 3.3.3 金纳米颗粒之间的作用力
• 3.4 结论
• 第4章 基于金纳米颗粒表面增强拉曼光谱进行pH 传感器的研究
• 4.1 前言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 试剂与仪器
• 4.2.2 实验方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 PEG 修饰金纳米颗粒探针的制备和表征
• 4.3.2 组装金纳米颗粒pH 传感检测
• 4.4 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间所发表的学术论文目录
• 致谢