纳米金的制备与表征
纳米金颗粒的晶种法制备及表征
Chinese Journal of Veterinary Medicine中国兽医杂志2019年（第55卷）第10期33纳米金颗粒的晶种法制备及表征朱文壮1,刘轶群2,孟庚1(1.中国农业大学动物医学院,北京海淀100193；2.北京大学生命科学学院仪器中心，北京海淀100871)摘要:为研究纳米金颗粒制备工艺的均一性与稳定性，通过晶种生长法,以氯金酸为原料,以柠檬酸钠为保护剂,硼氢化钠为还原剂，用化学还原法制备尺寸为5nm、10nm、15nm的单分散纳米金颗粒。
以15nm纳米金颗粒为初级晶种，以柠檬酸钠为保护剂,用抗坏血酸做还原剂，通过改变氯金酸与晶种的用量,制备不同粒径纳米金颗粒。
通过透射电镜和紫外-可见分光光度计对不同粒径的纳米金颗粒进行表征。
结果显示，通过晶种法成功制备了粒径为40nm、60nm、80nmJOO nmJ50nm和200nm的纳米金颗粒，颗粒均一，分散性好，无明显团聚现象。
结果表明,晶种法制备的纳米金颗粒粒径均一，质量稳定。
关键词:晶种生长法；柠檬酸钠；硼氢化钠；抗坏血酸；纳米金颗粒中图分类号:Q503文献标志码:A文章编号：0529-6005(2019)10-0033-03 Preparation and Characterization of Nano-gold Particles by Seeding MethodZHU Wen-zhuang1,LIU Yi-qun2,MENG Geng1(1.Veterinary Medicine,China Agricultural University,Beijing100193,China；2.Instrument Center,College of Life Sciences,Peking University,Beijing100871,China)Abstract：In order to study the homogeneity and stability of preparing nano-gold particles,a series of nano-gold particles with sizes of5nm,10nm and15nm were preliminary prepared by chemical reduction and seed-induced growth methods.This step was applied by using chloroauric acid as raw material,sodium citrate as protective agent and sodium borohydiide as reducing agent.Then, nano-gold particles with different sizes were prepared by seeding method,15nm nano-gold particles were used as the primary seeding crystal,sodium citrate was used as the protective agent,and ascorbic acid was used as the reducing agent,the using quantity of chloroauric acid and seeding crystal are adjustable parameters.The prepared particles were subsequently characterized by transmission e-lectron microscopy and ultraviolet-visible spectrophotometer.The results showed that nano-gold particles with particle diameters of40 nm,60nm,80nm,100nm,150nm and200nm were successfully prepared.Moreover,the particles have uniform particle size, good dispersibility and no obvious agglomeration.In conclusion,nano-gold particles prepared by seeding method have uniform particle size and stable quality.Key words:seeding method；sodium citrate；sodium borohydride；ascorbic acid；nano-gold particlesCorresponding author:MENG Geng,E-mail jng@<cn纳米金颗粒以其良好的导电性、稳定性、生物相容性、表面光学特性等,在光学、催化、电子、免疫诊断、生物传感器、生物影像、药物传送等方面有不可替代的作用,近年来生物技术与纳米技术深入结合研究已经成为生物医学研究的前沿和热点领域17］。
憎水性纳米金的制备、表征与形貌控制的开题报告
憎水性纳米金的制备、表征与形貌控制的开题报告一、研究背景随着纳米科技的不断发展，纳米金材料因其优异的光学、电学、磁学、化学等性能受到研究人员的广泛关注。
在这些应用领域中，应用最广泛的是憎水性纳米金材料。
憎水性纳米金具有许多优异的特性，例如高的稳定性、较小的比表面积、高的兼容性等。
同时，憎水性纳米金还具有优异的药物杀伤性能和生物成像能力，因此在肿瘤诊断、治疗、生物成像等应用领域具有很大的潜力。
目前，憎水性纳米金的制备方法主要有化学还原法、微乳法、有机相转移法等。
然而，这些方法都具有一定的局限性，例如化学还原法存在产物分散不均匀和地球化学毒性等问题，微乳法成本高、操作复杂，有机相转移法存在有机污染等问题。
因此，需要开发一种新的、简单、高效的方法来制备憎水性纳米金材料。
二、研究内容本研究拟通过控制合成条件，制备一种新型的憎水性纳米金材料，并对其结构、形貌、憎水性能等进行表征。
具体研究内容如下：（1）制备憎水性纳米金材料本研究拟采用一种新的、简便的制备方法，即在无水醇中加入一定量的金(Ⅲ)盐，并加入还原剂将其还原为金纳米粒子。
（2）结构、形貌及尺寸表征通过透射电镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等技术，对制备的纳米金材料的结构、形貌、尺寸等进行表征，并探索其形貌的控制方法。
（3）憎水性能的测试采用接触角测量仪测试制备的纳米金材料的憎水性能，并对其影响因素进行研究。
三、研究意义本研究将探索一种新的、简单且高效的制备憎水性纳米金材料的方法，同时对其形貌控制方法进行研究，有助于深入了解憎水性纳米金的制备原理与性能特点。
此外，本研究还将为憎水性纳米金在肿瘤诊断、治疗、生物成像等领域的应用提供更有利的材料基础。
纳米金粒子的制备与表征技术
纳米金粒子的制备与表征技术随着科技的不断发展，纳米材料已经成为了当今材料科学领域中最受关注的话题之一。
其中，纳米金粒子具有独特的物理化学性质，可以应用于生物医学、光电子学、催化剂等领域。
本文将探讨纳米金粒子的制备与表征技术。
一、纳米金粒子的制备技术目前，有许多制备纳米金粒子的方法。
其中，主要包括化学还原法、光照还原法、微波辅助法等。
本节将重点介绍化学还原法。
化学还原法基于还原体与金盐的反应，在溶液中制备纳米金粒子。
这种方法简单方便，能够根据需要调节纳米粒子的大小和形态。
通常，化学还原法需要使用还原剂，例如氯化酚、叠氮化钠和氢氧化钠等。
这些还原剂能够将金盐还原成金原子，形成纳米金粒子。
另外，化学还原法可以通过调节反应条件以及添加不同的还原剂和表面活性剂等改变纳米金粒子的形态、大小和分散性。
此外，它还可以制备负载纳米金粒子。
例如，在还原过程中添加硫化物可以制备纳米金/硫化物复合材料。
尽管化学还原法具有许多优点，如简单易操作，制备时间短等，但它也有一些缺点。
由于还原剂通常是有毒的，它们会对环境造成污染。
此外，化学还原法制备的纳米金粒子质量较低，分散性较差，使得其应用受到一定的限制。
二、纳米金粒子的表征技术在制备纳米金粒子之后，研究人员需要对其进行表征。
这有助于确定粒子的形态、大小、结构和化学成分等。
目前，常用的纳米金颗粒表征技术包括电子显微镜（TEM），粒径分析仪（DLS），紫外-可见（UV-Vis）吸收光谱和X射线衍射（XRD）。
TEM 是一种高分辨率成像技术，可以用来观察纳米尺度的样品。
在 TEM 中，可以获得准确的纳米金粒子的尺寸和形态信息。
DLS 可以测量纳米粒子的粒径和粒子的分散度。
UV-Vis 吸收光谱可以用来确定纳米粒子的结构和形态。
此外，XRD 可以确定金颗粒的晶体结构和相对大小。
除了这些传统技术，新型表征技术也在逐渐发展。
例如，扫描探针显微镜（SPM）可以用来测量纳米颗粒的表面形貌。
纳米金材料的制备与性能研究
纳米金材料的制备与性能研究随着科技的不断进步，纳米材料的应用领域也在不断拓宽。
其中，纳米金材料作为一种有着独特性能的纳米材料，在能源、光电、催化等领域具有广阔的应用前景。
本文将探讨纳米金材料的制备方法以及其在性能研究方面的应用。
纳米金材料的制备有多种方法，其中较常见的是湿化学法和物理法。
湿化学法主要包括化学还原法、溶胶-凝胶法和电化学沉积法等。
化学还原法是指将金离子还原为金纳米颗粒，通过在反应溶液中加入还原剂，如氨水、甲醛等，可得到具有不同形貌和尺寸的纳米金颗粒。
溶胶-凝胶法则通过控制溶胶的成分和凝胶的温度、pH值和反应时间等参数，实现纳米金材料的制备。
电化学沉积法则是将金属离子通过外加电压的作用沉积到电极上，形成纳米金材料。
物理法主要包括溅射法、热蒸发法和激光蚀刻法等。
溅射法是将金属靶材置于真空腔内，通过高能粒子轰击金属靶材使其释放出金原子，再以惰性气体或惰性气氛控制金原子的运动，从而得到纳米金材料。
热蒸发法则是通过高温将金属材料蒸发，使其沉积在基底上形成纳米金材料。
激光蚀刻法则是利用激光束对金属材料进行蚀刻，形成纳米级小孔，然后将大孔在高温条件下迅速冷却，从而得到具有纳米尺寸的金材料。
除了制备方法外，纳米金材料的性能研究也是科学家们关注的热点。
纳米金材料由于其特殊的尺寸效应和表面效应，表现出与宏观金材料不同的物理、化学和生物学性能。
其中，表面等离子体共振现象是纳米金材料的重要性能之一。
当入射光与纳米金颗粒表面的自由电子振荡频率相匹配时，会发生等离子体共振现象，极大地放大了光的吸收和散射，从而使得纳米金材料具有优异的光学性能。
这一性能使得纳米金材料在光学传感器、光催化等领域具有广泛的应用前景。
此外，纳米金材料还具有优异的电学性能。
由于纳米金颗粒的特殊结构，其载流子具有较高的迁移率，因此纳米金材料在传感器、储能器件和显示器件等领域有着广泛的应用。
此外，纳米金材料在催化领域的应用也备受瞩目。
纳米金材料具有较大的比表面积和优异的催化活性，因此在催化剂的研究中具有广泛的应用前景。
纳米金材料的合成与表征
纳米金材料的合成与表征纳米金材料的合成与表征摘要：本文综述了纳米金材料的合成与表征方法。
首先介绍了纳米材料的定义和分类，并概述了纳米金材料的研究意义和应用前景。
然后重点介绍了常见的纳米金材料合成方法，包括溶液法、气相法、物理法和化学法等，并对各种方法的原理和特点进行了详细介绍。
接下来，介绍了纳米金材料的表征技术，包括透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射、动态光散射等方法，并对各种技术的原理和应用进行了综述。
最后，讨论了纳米金材料合成与表征中存在的难题和挑战，并展望了未来的研究方向。
1. 引言纳米材料是一种具有尺寸在纳米尺度（1-100纳米）范围内的特殊材料。
由于其尺寸效应和表面效应的独特性质，纳米材料在催化、传感、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
纳米金材料作为一种重要的纳米材料，在电子、光学、生物等领域都具有重要的应用价值。
2. 纳米金材料的合成方法纳米金材料的合成方法多种多样，包括溶液法、气相法、物理法和化学法等。
其中，溶液法是最常用的一种合成方法，通过控制溶液中金离子的浓度、溶剂的种类和反应条件等参数，可以合成出不同形貌和尺寸的纳米金颗粒。
气相法是另一种常用的合成方法，通过在高温下使金源蒸发形成金蒸汽，再通过控制反应条件和沉积基底等参数，可以制备出不同形态的纳米金材料。
除此之外，物理法和化学法也是常用的合成方法，包括物理气相沉积、溅射沉积、冷冻干燥等。
不同的合成方法可以得到不同形貌和尺寸的纳米金材料，满足不同应用的需求。
3. 纳米金材料的表征技术纳米金材料的表征技术是研究纳米材料的重要手段，可以了解纳米材料的形貌、组成和结构等信息。
常用的表征技术包括透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、动态光散射（DLS）等。
其中，TEM是最常用的一种表征技术，可以观察纳米金材料的形貌和晶体结构，并测量其尺寸和尺寸分布。
SEM可以观察纳米金材料的形貌和表面特征，并获取表面形貌信息。
纳米金的制备与表征 杨文清11208120
Wavelength
Absorbance
640
660 680 700
0.135
0.103 0.083 0.068
400
420 440 460 480 500 520 540 560 580
0.856
0.827 0.820 0.837 0.928 1.108 1.170 0.919 0.600 0.384
纳米金的制备与表征
一、纳米金的定义：
纳米金即指金的微小颗粒，其直径在1～100nm，具 有高电子密度、介电特性和催化作用，能与多种生物 大分子结合，且不影响其生物活性。由氯金酸通过还 原法可以方便地制备各种不同粒径的纳米金，其颜色 依直径大小而呈红色至紫色。
11208120 杨文清
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二、纳米金的发展史及研究进展：
胶体金制备过程中通过控制反应条件、试剂用量，可得到单分散性很好的 金颗粒。纳米金颗粒具有两点比较重要的性质：（1）纳米金颗粒随直径的变化 会呈现出不同的颜色 （2）与-SH、-NH2、-CH等基因有很强的亲和力。
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五、实验步骤：
一. 纳米金的制备（硼氢化钠还原法）
A. 0.6ml 1%HAuCl4加入至40 ml预冷的三蒸水中， B. 再加入 0.2 ml 0.2ml/L的K2CO3溶液 C. 不断搅拌下，快速加入新鲜配置的1.32*10-2 mol/l的 NaGH4水 溶液2ml,搅拌5min D. 溶液由蓝紫色变为酒红色，继续搅拌30min，获得纳米金，于 4℃冷藏备用。
第一阶段： 自从16世纪欧洲现代化学的奠基人、杰出的医师、 化学家Paracelsus制备出“饮用金”用来治疗精神类疾病以来， 纳米金就开始登上了科学的舞台。
第二阶段： 1857年英国科学家法拉第在研究道尔顿的理论时， 利用氯化金还原出含纳米金的溶液，发现在其中加入少量电解质 后，可使溶液由红宝石色变为蓝色，并最终凝集为无色，而加入 明胶等大分子物质便可阻止这种变化。尽管当时并不知道原因， 但他的发现为纳米金的应用奠定了科学基础。1885年纳米金溶液 在美国常作为治疗酗酒的主要成分；l890年Koch医生发现结核杆 菌不能够在金的表面存活；1890年纳米金被用来治疗关节炎； 1935年芝加哥外科专家Edward等人发现纳米金溶液能有效的减轻 患者病痛，强健体质。1939年Kausche和Ruska用电子显微镜观察 金颗粒标记的烟草花叶病毒，呈高电子密度细颗粒状。
纳米金的制备及金标核酸链
纳米金的制备所用玻璃器皿置于新鲜配置的王水（浓盐酸和浓硝酸体积比为1:3）中浸泡，超纯水充分清洗干净。
纳米金的制备采用柠檬酸钠还原法[4]。
具体过程如下：于100 mL二次蒸馏水中加入1.0 mL 1%的氯金酸（HAuCl4·4H2O），搅拌加热至沸腾，然后迅速加入3.0 mL 1%的柠檬酸钠，观察溶液由由淡黄色很快变为灰色，继而转变为蓝黑色，最后逐渐变为稳定的红色。
15 min后移去加热装置，继续搅拌冷却至室温。
将制备好的纳米金溶液置于棕色玻璃试剂瓶中，4 ℃下保存备用。
纳米金的粒径和形貌通过透射电镜（TEM，JEM-100CXⅡ）表征，为13 nm左右的球形纳米颗粒（图2.1）。
制备稳定探针修饰的纳米金具体标记过程如下[196]：首先将制得的金溶胶浓缩一倍，于1 mL浓缩的纳米金中缓慢加入18 μL 15.3 μM稳定探针，室温放置16 h后逐滴加入110 μL 100 mM 磷酸缓冲溶液（pH 7.4），随后分两次加入28.5 μL 2 M NaCl进行老化，每次间隔8 h，溶液最终总的一价离子强度（包括K+和Na+）约为0.12 M。
离心分离，最后将沉积物分散于600 μL 10 mM PBS中，4 ℃保存备用。
纳米金标记探针（GNP-Probe）的制备按照文献[244]方法并略有修改。
具体过程如下：将巯基修饰的核酸链（40µL 41.5 µM的P1和160 µL等浓度P2的混合溶液）加入到1 mL金纳米颗粒溶液中。
16 h后，用0.1 M PBS(由0.1 M Na2HPO4和0.1 M KH2PO4混合所得，pH 7.0)将该胶体溶液调节到磷酸盐的浓度为10 mM。
在此后的盐老化过程中，分三次加入一定量的2 M NaCl 和0.1 M PBS混合溶液，使溶液中NaCl的浓度分别为0.1 M、0.2 M和0.3 M，磷酸盐的浓度均为10 mM，每次加完后静置8 h。
金纳米粒子的制备及表征研究
金纳米粒子的制备及表征研究8四川化工第14卷 2019年第3期金纳米粒子的制备及表征研究王静易中周李自静(红河学院理学院,云南蒙自,661100)摘要以氯金酸为原料,柠檬酸钠为保护剂,成功制备出金纳米粒子,并应用透射电镜和紫外可见分光光度计对该实验样品进行了表征,结果表明此类纳米粒子尺寸均匀、呈球形单分散分布。
关键词:纳米金制备表征1 引言金纳米粒子的制备已经报道了许许多多的方法,其中以柠檬酸盐做稳定剂和还原剂的化学合成是最为经典的。
控制Au(III)和柠檬酸盐的比例,Frens获得了不同尺寸的单分散金纳米粒子,最小粒径为12nm。
这一方法目前已经被广泛使用。
由于柠檬酸盐稳定的Au纳米粒子无细胞毒性,在生物医学领域中具有广泛的应用。
另一方面,人们为获得单分散或更小尺寸具有生物相容性的胶体金纳米粒子,使用壳聚糖、多巴胺、氨基酸、环糊精等做稳定剂和表面修饰的制备研究也有报道[1-4]。
此类报道主要是针对体系中的保护剂做改变,方法类似,但是所制备金纳米颗粒尺寸不是很均匀,分散性较差。
采用柠檬酸钠水溶液体系制备Au纳米粒子,不用加入制备纳米金胶体时常用的高分子聚合物保护剂PVA(聚乙烯醇)、PVP(聚乙烯吡咯烷酮)等,并且柠檬酸钠对人体无毒副作用。
在本研究中提出了一种简单的Au纳米粒子的化学制备方法。
通过对胶体溶液UV Vis吸收光谱和粒子的TEM表征,获得了良好球形和单分散的金纳米粒子,并且尺寸比其他文献所报道的小,平均粒径只有7-8nm。
同时对金纳米粒子成核机理进行了探讨。
[5]2 1 试剂与仪器HAuCl4溶液:用王水溶解99 99%纯金制备;柠檬酸钠(分析纯,天津市化学试剂一厂);水为石英蒸馏器蒸馏的二次水。
仪器:Lambda900UV/VIS/NIR光谱仪(Per kinElmer公司);JEM 2000EX透射电子显微镜。
2 2 Au纳米粒子制备在100mL烧杯中加入30mg柠檬酸钠水溶液,将其加热至95 ,然后将2ml06mg/mlHAuCl4加入水中,保持温度并定容,30分钟后冷却。
纳米金的制备与性能课件
Challenge纳米金探针的放大信号。
需要提高实际样品检 测分析过程中的稳定 性
挑战 Hope
希望降低金纳米粒 子尺寸，改善形貌， 制备尺寸均一、形 状可控的金纳米粒 子
纳米金的制备与性能
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纳米金的制备与性能
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content increase from sample no. 1 to 5.(b) The aspect ratios of NRs
obtained from size measurements show an纳i米n金cr的ea制s备e 与性能
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CHEM.MATER.2013,25,4537-4544
纳米金的制备与性能研究历史19世纪20世纪4世纪变色的罗马酒杯lycurguscup法拉第首次报道纳米金溶胶有关纳米金溶胶的制备和性质研究明显增21世纪各向异性的纳米金颗粒制备及在生物医学等方面的应用纳米金的制备与性能纳米金特性势垒宽度电子能量和多种有机或生物配体相互作用量子尺寸效应大比表面积纳米金特性单电子跃迁库仑阻塞制备简单颗粒稳定纳米金的制备与性能表征手段结构表征xrdedirnmrraman性质表征光电磁热力uvvisplvms形貌表征temsemstmafm成份分析aasaesmseaxpsxrf纳米金的制备与性能goldnanoparticle晶种生长法合成不同长径比的金棒光化学法合成不同长径比的金棒电化学法合成金纳米棒超声化学法合成金纳米带模板法合成sio2au核壳颗粒纳米金的制备与性能seedmediatedgrowthmethod制备种子溶液ctab5ml02m加入haucl5ml0005m06ml001m搅拌2min25水浴黄褐色
金纳米粒子的合成与表征
金纳米粒子的合成与表征金纳米粒子是当前材料科学领域研究的热点之一，其在生物医药、催化、传感等领域均有广泛的应用。
本文将着重探讨金纳米粒子的合成与表征方法。
一、合成方法金纳米粒子的合成方法多种多样，常见的有化学还原法、溶剂热法、微乳法、溶胶凝胶法等。
其中，化学还原法是最常用的方法之一。
在该方法中，通常使用还原剂如氢气、NaBH4等将金离子还原成金原子，形成金纳米粒子。
此外，溶剂热法则是将溶剂中的金离子在高温条件下还原成金纳米粒子。
微乳法则是在水油两相微乳中还原金离子，形成均匀分散的金纳米粒子。
二、表征方法合成得到金纳米粒子后，需要对其进行表征以确定其形貌、尺寸、结构、表面性质等。
常用的表征方法包括透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）等。
透射电子显微镜是观察金纳米粒子形貌和尺寸的重要工具，通过高分辨率的TEM图像可以直观地看到金纳米粒子的形貌和尺寸。
扫描电子显微镜则可以用于观察金纳米粒子的表面形貌。
X射线衍射可以确定金纳米粒子的晶体结构，而红外光谱则可用于表征金纳米粒子表面的化学成分。
三、金纳米粒子的应用金纳米粒子具有优异的光学、电化学性能，在生物医药、催化、传感等领域有广泛的应用。
在生物医药领域，金纳米粒子被广泛应用于肿瘤治疗、药物输送、生物探针等方面。
在催化领域，金纳米粒子可作为高效的催化剂，用于燃料电池、有机合成等反应中。
在传感领域，金纳米粒子可应用于光学传感、电化学传感等领域，具有灵敏度高、响应速度快等优点。
综上所述，金纳米粒子的合成与表征是研究金纳米材料的重要环节，通过合适的合成方法和表征手段，可以获得具有优异性能的金纳米粒子，为其在各领域的应用提供了有力支持。
Gold nanoparticles have been studied extensively in the field of materials science. The synthesis and characterization of gold nanoparticles are important aspects of research in this area.One of the common methods for synthesizing gold nanoparticles is chemical reduction. In this method, a reducing agent such as hydrogen or NaBH4 is used to reduce gold ions to gold atoms, forming gold nanoparticles. Another method, solvent thermal synthesis, involves reducing gold ions in a solvent at high temperatures to produce gold nanoparticles. Microemulsion synthesis, on the other hand, involves reducing gold ions in a water-oil microemulsion to obtain uniformly dispersed gold nanoparticles.After synthesizing gold nanoparticles, it is necessary to characterize them to determine their morphology, size, structure, and surface properties. Common characterization techniques include transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), and infrared spectroscopy (IR). TEM is an important tool for observing the morphology and size of gold nanoparticles, while SEM can be used to study the surface morphology of gold nanoparticles. XRD can identify the crystal structure of gold nanoparticles, and IR spectroscopy can characterize the chemical composition of the nanoparticles.Gold nanoparticles possess excellent optical and electrochemical properties and have a wide range of applications in biomedicine, catalysis, sensing, and other fields. In biomedicine, gold nanoparticles are used in tumor therapy, drug delivery, and bioimaging. In catalysis, gold nanoparticles serve as efficient catalysts for fuel cells, organic synthesis, and other reactions. In sensing applications, gold nanoparticles are used in optical and electrochemical sensors due to their high sensitivity and fast response time.In conclusion, the synthesis and characterization of gold nanoparticles are important aspects of research in the field of nanomaterials. By employing appropriate synthesis methods and characterization techniques, researchers can obtain gold nanoparticles with excellent properties for various applications in different fields.。
纳米金的合成与表征
关键词 ： 纳米金 ； 制备 ； 表征 ； 紫外吸收光谱 ； 粒径 中图分类号 ： Ｔ Ｂ ３ ８ ３ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ７ — ９ ７ ９ ３ （ ２ ０ １ ６ ） ０ ６ — ０ ０ ４ ６ — ０ ４
纳由于纳米 金具有表 面效应 、 量 子尺 寸效应 、
云南师范大 学学报 （ 自然科学 版） ２ ０ １ ６ 年 ｌ １ 月３ ６ 卷 ６ 期（ ＶＯ １ ． ３ ６ Ｎ ｏ ． ６ ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ １ ｏ ｆ Ｙｕ ｎ ｎ ａ ｎ Ｎｏ ｒ ｍａ ｌ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ
Ｄ Ｏ Ｉ ． １ ０ ． ７ ６ ９ ９ ／ ｊ ． ｙ ｎ ｎ Ｌ Ｌ ｎ ￣ ２ ０ １ ６ — ０ ８ ０
电子显微镜 （ 日本 电子株式会社 ） ．
１ ． ２ 实验 方法
纳米金的性质主要 由其形状 和尺寸等因素决 定， 因此通过简 单方 法 制备 分散 性 好 、 粒 径 可控 的
纳米 金颗粒一直 是科 研工作者 努力的方 向． 制备 纳米金 的方 法很多 ， 如： 气相蒸 发法 、 溶剂 还原法 、 相转 移 法 、 溶胶 一凝 胶法 、 真 空蒸 镀 法 、 水
热法 及微波 合 成法 等＿ ８ ＿ ． 其 中溶 剂 还 原法 中 的鞣 酸 一柠檬 酸钠 还原法是 Ｊ ． Ｗ Ｓ ｌ ｏ ｔ 和 Ｈ＿ Ｊ ． Ｇ ｅ ｕ ｚ ｅ 在 Ｍａ ｈ ｌ ｐ ｆ ｏ ｒ ｄ ｔ 法［ ］ 的基 础上 进 行 的改 进 ［ ¨ ］ ， 其 特点 是通过改 变鞣 酸 的用 量 制备 出多 种不 同粒 径 的胶 体金． 该方法 成 本低 、 设 备简 易 、 反应 时 间短 、 操作 简便且 可控程度高 ， 将来 可能成为制 备尺 寸可控 的 金属纳 米颗粒 的首选 方法． 本文采用 单 宁酸一 柠檬 酸钠还 原氯金 酸法合 成 了纳米金 ， 研 究 了柠 檬酸钠
纳米金的制备及其应用
纳米金的制备及其应用纳米金是一种在化学、生物、电子等领域有广泛应用的纳米材料。
由于其独特的光学、电学、热学、化学等性质，已成为研究的热点。
本文将介绍纳米金的制备方法和在各个领域中的应用。
一、纳米金的制备目前，纳米金的制备方法主要包括化学法、物理法和生物法。
1. 化学法化学法主要是采用还原剂还原金盐制备纳米金。
还原剂中常用的有氢氯酸、硼氢化钠、氨水、次氯酸钠等。
其中，硼氢化钠是常用的还原剂，它可以在常温下还原金离子，制备出颗粒大小均匀的纳米金。
同时，在制备过程中可通过控制反应条件如pH值、温度、反应时间等来调节纳米粒子的大小和形貌。
2. 物理法物理法主要包括热蒸发法、电沉积法、激光还原法等。
其中，热蒸发法是最简单的方法，将金属加热到高温蒸发，通过凝结沉积的方式制备纳米金。
这种方法制备的纳米金颗粒分布不均匀，同时难以控制粒径大小。
3. 生物法生物法主要是利用生物体系合成纳米金，其中，酵母、细菌、植物等都可以用来制备纳米金。
这种方法制备的纳米金稳定性较好，不存在对人体的有害物质，因此在生命科学研究中应用较为广泛，如在类肝细胞药物代谢活性的测定中等。
二、纳米金的应用1. 光学应用纳米金具有强烈的吸收和散射光线的能力，因此在光学领域有着广泛的应用。
纳米金的表面增强拉曼散射(SERS)效应，使得其可用于生物分析和检测。
此外，纳米金还可以用于光学传感器和太阳能电池。
2. 医学应用纳米金在医学领域中有着广泛的应用，如用于癌症的诊断和治疗。
纳米金对癌细胞可以产生热效应，从而达到杀灭癌细胞的效果。
此外，纳米金还可以在癌症分子靶向治疗中发挥作用。
3. 生物学应用纳米金在生物学领域中也有重要的应用，如在药物传递、生物成像等方面。
纳米金的表面容易与生物大分子发生结合，可以用于制备生物传感器、生物标记等。
4. 电子学应用纳米金的电学性质表现出了很多独特的性能，如表面等离子共振等，使得其在电子学领域中有着广泛的应用，如在生物传感器和电子器件等方面。
纳米金的制备与表征[1]
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制备纳米金，主要还 是采用还原剂，如柠檬酸 钠、硼氢化钠等，还原氯 金酸。氯金酸在还原剂作 用下，可聚合胶体 状态，故称为胶体金。用 还原法可以方便地从氯金 酸制备各种不同粒径、也 就是不同颜色的胶体金。
纳米金标记DNA后可作为纳米金探针进行核 酸核算检测。纳米金颗粒随直径的变化会呈现出 不同的颜色，此特征可用于核酸杂交检测。纳米 金标记DNA用于检测是一种具有很高选择性和灵 敏度的新的比色检测多核苷酸的方法，是利用纳 米金标记的寡核苷酸探针和靶序列杂交形成伸展 的金纳米颗粒—多核苷酸的多聚网络结构，并由 此引发粒子光学性质的变化，产生多核苷酸的杂 交信号。金纳米粒子在水中形成分散系俗称胶体 金，可以与巯基之间形成很强的Au-S共价键这使 得胶体金可与含巯基生物活性分子形成探针，可 用于多种生物体系的检测中。
固相检测模式及其应用
Taton等创立了一种将纳米金探针用于识别靶基因的固相检 测模式。 该模式采用预化学处理过的普通玻片或硅片等作为 固相支持物。
纳米金探针结合银增强法的固相检测模式
在固相支持物上修饰一段与靶基因序列一端互补的寡核苷酸链，我们称 其为捕获探针; 加入待测样品，与支持物上的捕获探针进行杂交; 将未 杂交上的核酸洗去; 加入表面修饰了寡核苷酸链的纳米金(13nm)探针， 该寡核苷酸链序列与靶基因的另一端互补; 纳米金探针与靶基因杂交并 冲洗后，在固相支持物上形成一种由捕获探针、靶基因、纳米金探针三 种成分组成的夹心结构。 最后，在存在靶基因的区域将出现红色斑点。 为了增强检测信号，可以在固相支持物上滴入由坏血酸和硝酸银溶液组 成的银增强液。 由于纳米金颗粒具有催化性，能催化溶液中的Ag+ 还原 成银，被还原出来的银附着在金颗粒的表面形成一层银壳，起到增强信 号的作用。在没有金颗粒的区域，只有极少的银离子存在，从而保证了 银染色的特异性。 信号的强弱与靶基因的量呈正比。 靶基因越多，支 持物表面被固定的纳米金颗粒越多，形成的银壳越厚，检测信号越强。
纳米金颗粒的制备、表征与组装
中国科学技术大学硕士学位论文纳米金颗粒的制备、表征与组装姓名：朱晓彬申请学位级别：硕士专业：凝聚态物理指导教师：侯建国20030601中国科学技术大学硕士论文摘要摘要纳米材料的研究虽然已经有近二十年的时间，但还是处于初级阶段，大量系统的基础性研究工作还有待开展。
现阶段主要的研究力量还是集中在纳米材料的制备上。
纳米材料的制备大致分为两个部分：第一部分是纳米微粒的制备及其表征：第二部分是纳米结构材料的制备。
纳米微粒是组成纳米结构材料的主要结构单元之一，是基础。
第二个部分纳米材料的制备是以应用为目标，最后实现器件化。
经过多年的研究，纳米材料的制备虽然在近十年取得了较大的进展，但无论是纳米微粒的制备还是纳米结构材料的制备都没有达到人们的要求。
对于纳米微粒的制各来说，微粒的尺寸大小及均匀程度的控制仍然是一大难关。
如何合成具有特定尺寸，并且粒度均匀分布无团聚的纳米微粒，一直是科研工作者努力解决的问题，要解决这一问题，就必须要对样品的制备方法、原理、条件、后处理等各方面因素进行细致系统的研究，分析各种因素对样品大小、均匀度、性质的影响。
近些年来，随着纳米科技的兴起与发展，纳米尺度的金颗粒以其独特的光学、电学性质在许多领域表现出潜在的应用价值，引起了人们广泛的兴趣。
本论文用化学方法制备了从ｌｎｍ－１００ｎｍ一系列尺寸不同，均匀度不同的金颗粒，在讨论了影响颗粒大小和分散度的因素的同时还研究了它们的紫外一可见吸收光谱（ＵＶ－ＶＩＳ）特性，并用尺寸选择沉淀法提高颗粒的均匀性。
此外，还用溶剂挥发法研究了这种金溶胶在热解高定向石墨（ＨＯＰＧ）表面的自组织（ｓｅｌｆ－ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ）现象。
主要内容为：１）在用柠檬酸三钠法制备胶体金时，通过改变柠檬酸三钠加入的量，可以很好的控制胶体金中金颗粒的大小，得到１０ｎｍ—ｌＯＯｎｍ范围内大小和分散度不同的颗粒。
随着柠檬酸三钠加入量的增加，胶体金中的金颗粒尺寸不断变小，颗粒的均匀性降低；金溶胶的颜色随着颗粒的粒径变大，从清亮的橙红色（１０ｎｍ）变至紫红（４５ｎｍ）、浑浊兰紫色（１００ｒｉｍ），紫外一可见吸收光谱也随之红移展宽。
纳米金材料的制备及应用研究
纳米金材料的制备及应用研究随着科技的不断进步，纳米技术已经开始广泛应用在各个领域中，其中纳米金材料成为了重要的研究方向之一。
纳米金材料具有独特的物理、化学和生物学特性，其结构和性能的变化可以极大地影响其在生物医学、电子、光学和化学领域等的应用。
本文将介绍纳米金材料的制备方法以及其应用研究进展。
一、纳米金材料的制备方法目前，纳米金材料的制备方法主要有化学还原法、微乳液法和光化学法等。
具体方法如下：1.化学还原法化学还原法是一种常见的制备纳米金材料的方法，其原理是利用还原剂和金离子发生还原反应，生成纳米金粒子。
这种方法可以通过调整溶液中还原剂和金离子的比例来控制纳米粒子的尺寸和形状。
此外，还可以控制硝酸和还原剂的添加速率来调节纳米粒子的形貌和尺寸分布。
2.微乳液法微乳液法是一种将金离子和还原剂放入一个稳定的微乳液中进行反应的方法。
微乳液可以提供稳定的环境，使得金离子迅速还原成金粒子，而且这种方法的反应速度快、粒子尺寸分布窄。
此外，微乳液法还可以通过改变乳液的组成来调节粒子的形貌和尺寸分布。
3.光化学法光化学法是一种将金离子还原为金微粒子的方法，其中金离子是在紫外线或可见光照射下还原的。
在金离子和还原剂的存在下，紫外线或可见光可以激活还原剂的分子，使其获得足够的能量来还原金离子。
这种方法可以控制光照时间和光强来调节粒子的尺寸和形貌。
二、纳米金材料的应用研究1.生物医学应用纳米金材料在生物医学应用中有着广泛的应用。
其主要应用在光学成像、光热治疗和药物传递等方面。
光学成像是指通过金纳米材料的表面增强拉曼光谱（SERS）效应，提高荧光或受激荧光的信号强度，从而增加生物机体的成像信噪比。
光热治疗是指将金纳米颗粒注射到病变组织内，使用激光或光束照射激活其表面等离子体共振吸收峰，在局部区域产生局部温度升高，从而杀死患处的肿瘤细胞。
药物传递是在生物分子的载体上接上金纳米材料，能够有效提高药物的生物利用度。
2.电子应用纳米金材料在电子应用中的主要作用是作为电子材料的衬底。
粒径可控纳米金的制备及表征
粒径可控纳米金的制备及表征收稿日期:2008-03-21基金项目:国家自然科学基金项目(20636030,20476022);科技部重大基础研究前期研究专项(2005CCA06100);天津市自然科学基金重点项目(07JCZ DJC00100)作者简介:谢 娟(1981—),女,河北石家庄人,博士研究生,主要研究纳米金属氧化物的液相合成;河北省石家庄市裕华东路113号,河北师范大学化学与材料科学学院801室,050016谢 娟1,王延吉1,李艳廷2,赵新强1,魏 雨3(1.河北工业大学化工学院;2.石家庄铁道学院材料科学与工程分院;3.河北师范大学化学与材料科学学院)摘要:以氯金酸(HA uC l 4)和硼氢化钠(N aBH 4)为原料,柠檬酸钠(N a 3C 6H 5O 7)作保护剂,在室温条件下,一步还原制备出了不同粒径的单分散纳米金颗粒。
应用X 射线衍射仪、透射电子显微镜、激光粒度分布仪和紫外-可见分光光度计对产品进行表征,结果表明,制备的纳米金颗粒呈球形,为面心立方结构;柠檬酸钠保护剂的存在,不但提高了金颗粒的单分散性和稳定性,还在一定程度上抑制了金颗粒的生长,使得其粒径可控,且分布很窄。
紫外-可见吸收光谱反映出,随着粒径的增大,胶体金在可见光区的最大吸收峰逐渐向长波方向移动。
关键词:单分散;纳米金颗粒;制备;表征中图分类号:O6141123 文献标识码:A 文章编号:1001-1277(2008)07-0003-040 引 言纳米金颗粒以其良好的稳定性、小尺寸效应、表面效应、光学效应以及独特的生物亲和性,在许多领域显示出了潜在的应用价值,引起了广大科技工作者的浓厚兴趣[1,2]。
通过简单方法制备出单分散性好、粒径可控的纳米金颗粒一直是研究者追求的目标。
迄今为止,已有很多种成熟的制备纳米金的工艺方法[3],如气相蒸发法、溶剂还原法、相转移法、溶胶凝胶法、真空蒸镀法、水热法、微波合成法等。
纳米金材料的制备及其生物应用研究
纳米金材料的制备及其生物应用研究近年来，纳米技术发展随着科技的飞速发展而快速壮大。
纳米金材料作为纳米技术的一种代表性产物，其制备技术和生物应用研究已成为当前研究热点。
本文将分别从纳米金材料的制备过程和生物应用研究两个方面进行探讨。
一、纳米金材料的制备过程纳米金材料制备技术主要有物理制备法、化学制备法、生物制备法等。
其中，化学还原法是目前制备纳米金材料应用最广泛的方法之一。
化学还原法的主要工艺流程：将 HAuCl4 溶液和还原剂 NaBH4 分别加入在反应瓶中，在搅拌的过程中 HAuCl4 分解为 Au3+ 离子，同时 NaBH4 还原生成 H2 的同时还会降解 Au3+ 离子，最终得到纳米金颗粒。
严格控制反应温度、浓度、pH 值、还原剂的加入速率等参数是获得纳米金颗粒的关键。
同时将制备好的纳米颗粒用紫外-可见光谱、透射电镜、X 射线衍射等方法加以表征，以确保得到纯正的纳米金材料。
二、纳米金材料的生物应用研究纳米金材料以其优秀的光学特性、电化学性能、磁性能等在生物医学领域和药物传递领域都具有广泛的应用前景。
下面，本文将分别进行介绍。
1. 生物分子检测：纳米金材料在生物分子检测领域中有广泛应用。
通过对几百nm 纳米金颗粒表面修饰不同的分子探针，可以快速高效地检测蛋白质、核酸、细胞等生物大分子。
这种方法可以避免传统检测方法复杂、耗时、成本较高的问题。
2. 光热治疗：通过将纳米金粒子注射到肿瘤周围，当纳米金粒子受到近红外光的照射时，可以在短时间内引起周围组织温度升高，从而杀灭肿瘤细胞。
该方法具有创伤小、治疗效果显著的优点。
3. 药物传递：纳米金材料可以作为药物传递载体，在治疗贫血、艾滋病、癌症等领域有广泛应用前景。
通过对纳米金颗粒表面修饰适当的药物分子，可以提高药物的传递效率并减少副作用。
此外，纳米金还可以在药物的靶向治疗中起到重要作用。
4. 影像诊断：纳米金材料在影像诊断领域中也具有潜在的应用前景。
通过将纳米金颗粒表面修饰成各种生物大分子，如蛋白质、核酸等，可以用于细胞、组织凝集化成像。
纳米金制备
纳米金制备纳米金的制备一、实验药品氯金酸、柠檬酸钠、二蒸水、超纯水、铬酸洗液（H2SO4/K2Cr2O7）二、实验器材精密电子天平、电动搅拌器、500mL圆底烧瓶、100mL烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶、1000μL移液枪三、实验步骤①玻璃器皿的清洁据文献表明，玻璃器皿的清洁是纳米金制备成功与否的关键，如果玻璃器皿内不干净或者有灰尘落入就会干扰胶体金颗粒的形成，形成颗粒大小不一、颜色微红、无色或浑浊不透明的溶液。
所以在制备纳米金之前，必须认真地清洗所有玻璃器皿，先用自来水和一般的洗涤剂将所有玻璃器皿清洗一遍，然后用铬酸洗液(H2SO4/K2Cr2O7)充分浸泡，24小时之后用清水将铬酸洗液冲洗干净，最后再用高纯水冲洗3-4遍，放入烘箱中充分干燥后，待用。
通过此方法处理过的玻璃器皿不需要硅化处理，可以直接制备胶体金，也可以用已经制备的胶体金溶液用同等大小颗粒的金溶液去包被所有的玻璃器皿的表面，然后弃去，再用蒸馏水清洗，即可使用，因为它减少了金颗粒的吸附作用。
②溶液的配制氯金酸(HAuCl4)水溶液的配制：将1g氯金酸一次溶解于新鲜的高纯水中，用100mL容量瓶配成1%的水溶液，移置于100mL广口瓶中，放置于阴暗处保存。
柠檬酸钠溶液的配制:将1g柠檬酸钠一次性溶解于新鲜的高纯水中，用100mL容量瓶配制成的1%水溶液，移置于100mL广口瓶中，放置于阴暗处保存。
所有配制试剂的容器均按照上述要求的酸处理洗净。
③实验步骤按班级人数分为1组～4组。
1组作为对照组，第2组探究不同反应温度对纳米金颗粒大小形成的影响；第3组探究还原剂浓度对纳米金颗粒大小形成的影响；第4组探究在温度及其还原剂浓度同时变化对纳米金颗粒大形成的影响。
实验过程中，由于在一定范围内的搅拌强度和搅拌时间对制备纳米金影响不大,但考虑到化学反应的需要和水蒸发过多对实验结果造成的不良影响,实验时搅拌强度以不产生漩涡、搅拌时间控制在 15min左右。
简述种子长大法制备纳米金颗粒的工艺流程
简述种子长大法制备纳米金颗粒的工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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Taton等将这种检测模式用于单核苷酸多态性分析，具体过 Taton等将这种检测模式用于单核苷酸多态性分析，具体过 程如下: 程如下: 针对目的碱基，分别设计四条具有四种不同碱基的 捕获探针; 捕获探针; 按上述流程在支持物上形成由捕获探针、靶基因、 纳米金探针三种成分组成的夹心结构。随后，逐渐升高反应 体系的温度，与目的碱基错配的捕获探针先与靶基因发生变 性，经过冲洗后，靶基因与纳米探针均被洗掉; 性，经过冲洗后，靶基因与纳米探针均被洗掉; 而与目的碱 基配对的捕获探针仍和靶基因及纳米金探针保持夹心结构， 固定在固相支持物上。 因此，当加入银增强液时，存在错配 碱基的固相支持物上无银壳出现，而配对碱基处可见明显的 银壳。
纳米金粒径与等离子吸收峰的关系
纳米金探针的不同检测模式及其在 基因检测中的应用
基因检测主要包括基因序列识别和点突变分析 两大内容。 基因序列识别在基因诊断中具有重要意 义。 点突变检测在诊断遗传性疾病、确定癌基因激 活、抑癌基因失活以及与药物抗性相关的突变中发 挥着重要作用。将纳米金探针应用在基因检测 中，不但可以简化实验步骤，还可大大降低检测成 本。
纳米粒子的光学性质部分依赖于它们在聚合网络中的距离， 当此距离远大于粒子的平均直径时显红色，大致相等时显蓝 色。 杂交能使粒子间距缩短，形成纳米粒子的聚合物，从而 导致体系产生相应的颜色变化。 因此，随着杂交的进行，体 系的颜色将逐渐由红色变成蓝色，根据颜色的变化即可判断 体系中是否含有靶基因。 在该检测模式中，纳米探针比传统 探针具有更好的选择特异性，其检测灵敏度能够达到fmol级。 探针具有更好的选择特异性，其检测灵敏度能够达到fmol级。 Reynolds等采用粒径较大(50nm或100nm)的纳米金探针进 Reynolds等采用粒径较大(50nm或100nm)的纳米金探针进 行基因检测，也取得了较为理想的结果。
比色法进行基因检测的原理
当金颗粒的尺寸降低到纳米量级时，表现出独特的光学和电 学性质。 由于纳米微粒尺寸小，电子能级发生分裂。 能级 之间的间距与粒径大小有关，当能级的间距不同时，具有不 同的等离子共振吸收带，当电子从低能级向高能级跃迁时需 要吸收特定波长的光，导致溶液呈现出不同的颜色。 纳米金 颗粒的尺径越大，吸收谱线越靠近红端。 因此，溶液的颜色 随着粒径的增大而逐渐由红色变成蓝灰色。纳米金粒径与其 等离子吸收峰的关系如图1 等离子吸收峰的关系如图1 所示。而当纳米金粒径分别为 5nm、24.5nm、41nm、71.5nm、 80(含>80)nm时，其溶液 5nm、24.5nm、41nm、71.5nm、 80(含>80)nm时，其溶液 外观颜色分别为橙、橙红、红、紫灰、金色。
纳米金比色法结合等位特异性扩增技术应用于K 纳米金比色法结合等位特异性扩增技术应用于K-ras 基因点突变检测中，能够检测到pmol量级的样品。 基因点突变检测中，能够检测到pmol量级的样品。 这种检测模式无需对探针进行标记，省去了复杂的 探针制作过程，且具有操作简便、快速、结果直观、 实验成本低及无需使用特殊仪器等优点，显示了该 方法在临床检测上的巨大潜力。
实验37 实验37 纳米金的制备与 表征 实验38 纳米金DNA标记 实验38 纳米金DNA标记 及检测
纳米金简介
纳米金，即指金的微 小颗粒，其直径在 1~100nm，具有高电子密 度、介电特性和催化作用， 能与多种生物大分子结合， 且不影响其生物活性。由 氯金酸通过还原法可以方 便地制备各种不同粒径的 纳米金，其颜色依直径大 小而呈红色至紫色。
Mirkin等于1997年提出了一种高特异性的靶基因检测模式。 Mirkin等于1997年提出了一种高特异性的靶基因检测模式。 在该检测模式中，以表面修饰了多条相同序列的寡核苷酸链 的纳米金粒子为探针。 需要用到两种修饰不同寡核苷酸序列 的探针，我们称其中一种为探针1 ，另一种为探针2 。探针1 的探针，我们称其中一种为探针1 ，另一种为探针2 。探针1 和探针2 和探针2 上的寡核苷酸序列不互补，但它们却分别与靶基因 序列的两端互补。 因此，向探针中加入靶基因进行杂交后， 探针1 和探针2 探针1 和探针2 上的寡核苷酸链不仅分别按特定顺序与靶基 因结合，而且形成一个聚合网络，每一个纳米探针上都连接 有多个较短的双链片断。
制备纳米金，主要还 是采用还原剂，如柠檬酸 钠、硼氢化钠等，还原氯 金酸。氯金酸在还原剂作 用下，可聚合成一定大小 的金纳米颗粒，形成带负 电的疏水胶溶液。由于静 电作用而成为稳定的胶体 状态，故称为胶体金。用 还原法可以方便地从氯金 酸制备各种不同粒径、也 就是不同颜色的胶体金。
纳米金标记DNA后可作为纳米金探针进行核 纳米金标记DNA后可作为纳米金探针进行核 酸核算检测。纳米金颗粒随直径的变化会呈现出 不同的颜色，此特征可用于核酸杂交检测。纳米 金标记DNA用于检测是一种具有很高选择性和灵 金标记DNA用于检测是一种具有很高选择性和灵 敏度的新的比色检测多核苷酸的方法，是利用纳 米金标记的寡核苷酸探针和靶序列杂交形成伸展 的金纳米颗粒— 的金纳米颗粒—多核苷酸的多聚网络结构，并由 此引发粒子光学性质的变化，产生多核苷酸的杂 交信号。金纳米粒子在水中形成分散系俗称胶体 金，可以与巯基之间形成很强的Au金，可以与巯基之间形成很强的Au-S共价键这使 得胶体金可与含巯基生物活性分子形成探针，可 用于多种生物体系的检测中。
Байду номын сангаас
液相检测模式及其应用
基于DNA/纳米金三维网络结构的比色检测模 基于DNA/纳米金三维网络结构的比色检测模 式及其应用 基于纳米金颗粒和DNA之间静电相互作用的比 色法检测模式及其应用 纳米金结合电化学分析方法检测DNA
基于DNA/纳米金三维网络结构的 基于DNA/纳米金三维网络结构的 比 色检测模式及其应用
固相检测模式及其应用
Taton等创立了一种将纳米金探针用于识别靶基因的固相检 Taton等创立了一种将纳米金探针用于识别靶基因的固相检 测模式。 该模式采用预化学处理过的普通玻片或硅片等作为 固相支持物。
纳米金探针结合银增强法的固相检测模式
在固相支持物上修饰一段与靶基因序列一端互补的寡核苷酸链，我们称 其为捕获探针; 加入待测样品，与支持物上的捕获探针进行杂交; 其为捕获探针; 加入待测样品，与支持物上的捕获探针进行杂交; 将未 杂交上的核酸洗去; 加入表面修饰了寡核苷酸链的纳米金(13nm)探针， 杂交上的核酸洗去; 加入表面修饰了寡核苷酸链的纳米金(13nm)探针， 该寡核苷酸链序列与靶基因的另一端互补; 该寡核苷酸链序列与靶基因的另一端互补; 纳米金探针与靶基因杂交并 冲洗后，在固相支持物上形成一种由捕获探针、靶基因、纳米金探针三 种成分组成的夹心结构。 最后，在存在靶基因的区域将出现红色斑点。 为了增强检测信号，可以在固相支持物上滴入由坏血酸和硝酸银溶液组 成的银增强液。 由于纳米金颗粒具有催化性，能催化溶液中的Ag+ 还原 由于纳米金颗粒具有催化性，能催化溶液中的Ag+ 成银，被还原出来的银附着在金颗粒的表面形成一层银壳，起到增强信 号的作用。在没有金颗粒的区域，只有极少的银离子存在，从而保证了 银染色的特异性。 信号的强弱与靶基因的量呈正比。 靶基因越多，支 持物表面被固定的纳米金颗粒越多，形成的银壳越厚，检测信号越强。
在正常情况下，纳米金颗粒表面带有负电荷，粒子 之间的静电斥力超过粒子间的范德华力，因此，粒 子之间保持一定的间距，溶液保持稳定状态。 而当 外界条件改变时，例如降低温度，或向其中加入电 解质溶液，均可导致粒子之间发生聚集，从而使其 表面等离子共振吸收带发生红移。 溶液颜色也随着 聚集程度的加强，而逐渐由红色变成蓝色，这就是 采用比色法进行基因检测的基本原理。
纳米金粒子表面修饰 的寡核苷酸和靶基因 杂交引起粒子聚集示 意图
双链DNA的熔解曲线半峰宽(full 双链DNA的熔解曲线半峰宽(full width at half maximum)一般为12ºC 左 maximum)一般为12º 右。 而与纳米金颗粒共价连接的双链DNA，其熔解曲线半峰宽一般只有 而与纳米金颗粒共价连接的双链DNA，其熔解曲线半峰宽一般只有 4ºC左右，且曲线形状更为陡直。 因此，与纳米金颗粒连接的双链DNA 因此，与纳米金颗粒连接的双链DNA 对于由碱基错配引起的变性温度的改变更为敏感[26]。 对于由碱基错配引起的变性温度的改变更为敏感[26]。 据此， 研究人员 将其应用于点突变检测[3,27]; 将其应用于点突变检测[3,27]; 在形成了三维网络结构的体系中，逐渐升 高体系温度，当温度升高到一定程度时，存在错配碱基的双链DNA开始 高体系温度，当温度升高到一定程度时，存在错配碱基的双链DNA开始 变性。 纳米粒子之间的距离随着双链DNA 的变性重新恢复到聚集之前的 纳米粒子之间的距离随着双链DNA 距离(>15nm)，溶液的颜色也逐渐恢复到红色；而完全互补的双链DNA 距离(>15nm)，溶液的颜色也逐渐恢复到红色；而完全互补的双链DNA 在该温度下仍保持稳定状态， 纳米金颗粒之间仍维持一种稳定的三维网 络结构，溶液保持蓝色。 在该检测中，由单个碱基错配引起的颜色变化 非常明显。 因此，可采用该法进行点突变检测。
基于纳米金颗粒和DNA之间静电相互作 基于纳米金颗粒和DNA之间静电相互作 用的比色法检测模式及其应用
Rothberg等设计了一种无需对纳米金颗粒表面进行修饰的基因检测模式，其检测 Rothberg等设计了一种无需对纳米金颗粒表面进行修饰的基因检测模式，其检测 的基本原理: 的基本原理: 纳米金溶液由于粒子间存在静电斥力而保持稳定状态。 当向其中加 入少量的电解质溶液( NaCl溶液) 入少量的电解质溶液(如NaCl溶液)时， 由于电解质溶液能屏蔽掉纳米颗粒之间的 静电斥力，导致粒子间发生聚集，溶液颜色由红色变成蓝色。 单链DNA 与纳米 单链DNA 金颗粒之间由于存在范德华力而能够被吸附到颗粒表面，表面吸附了单链DNA 金颗粒之间由于存在范德华力而能够被吸附到颗粒表面，表面吸附了单链DNA 的纳米金颗粒能在较高浓度的电解质溶液中保持稳定状态; 而双链DNA由于其骨 的纳米金颗粒能在较高浓度的电解质溶液中保持稳定状态; 而双链DNA由于其骨 架中带负电的磷酸根基团(PO4)暴露在外，与表面带负电的纳米金颗粒之间存在 架中带负电的磷酸根基团(PO4)暴露在外，与表面带负电的纳米金颗粒之间存在 静电斥力，不能被吸附到纳米金颗粒表面。 因此，分别向纳米金溶液中加入单 链DNA 或双链DNA 后，再加入一定浓度的盐溶液时，加入了单链DNA 的混合 或双链DNA 后，再加入一定浓度的盐溶液时，加入了单链DNA 液 颜色保持红色; 而加入了双链DNA 颜色保持红色; 而加入了双链DNA 的混合液颜色由红色变成蓝色。 比色法检 测单链 DNA 和 双链DNA 双链 示意图