金纳米粒子探针的合成及应用(一)
金纳米粒子
金纳米粒子简介金纳米粒子是指直径在1到100纳米之间的金颗粒。
由于其独特的光学、电学和化学特性，金纳米粒子在多个领域具有广泛的应用。
本文将介绍金纳米粒子的制备方法、性质和应用。
制备方法金纳米粒子的制备方法多种多样，包括化学合成法、溶剂还原法、激光蚀刻法等。
其中，化学合成法是最常用的方法之一。
1.化学合成法：化学合成法是通过还原金盐溶液中金离子形成金颗粒，再经过后续处理得到金纳米粒子。
常用的化学合成方法有湿化学合成法、多相合成法和微乳液法。
其中，湿化学合成法是最常见的方法之一。
该方法通过控制反应条件和添加还原剂、表面活性剂等物质来控制金纳米粒子的形貌和大小。
2.溶剂还原法：溶剂还原法是将金盐溶液和还原剂加入有机溶剂中进行反应，生成金纳米粒子。
该方法通常需要高温和压力条件下进行。
3.激光蚀刻法：激光蚀刻法是利用激光在金膜表面进行局部蚀刻，形成金纳米粒子。
该方法具有高精度和高控制性。
性质金纳米粒子的性质主要包括形状、大小和表面等。
这些性质对金纳米粒子的光学、电学和化学特性有重要影响。
1.形状：金纳米粒子的形状多样，包括球形、棒状、多面体等。
不同形状的金纳米粒子有不同的表面能和电荷分布，从而影响其物理化学性质。
2.大小：金纳米粒子的大小直接影响其表面积和光学性质。
通常情况下，金纳米粒子的光学性质会随着尺寸的减小而发生变化。
3.表面：金纳米粒子的表面往往具有较大的比表面积，在催化、传感等领域具有重要作用。
此外，金纳米粒子的表面还可以进行功能化修饰，以增加其稳定性和特定的化学反应。
应用金纳米粒子因其独特的性质在多个领域具有广泛的应用。
1.生物传感：金纳米粒子可以通过表面修饰与生物分子特异性结合，用于生物传感和检测领域。
例如，利用金纳米粒子可以制备出高灵敏度的生物传感器，用于检测蛋白质、DNA等生物分子。
2.催化剂：金纳米粒子在催化领域具有重要应用。
由于其高比表面积和活性位点，金纳米粒子可以作为有效的催化剂，用于半导体制备、化学反应等。
生物金纳米粒子的合成与应用
生物金纳米粒子的合成与应用生物金纳米粒子是由纳米级的金粒子组成的物质，其尺寸通常在1~100纳米之间。
它们具有优异的物理和化学性质，广泛应用于药物传递、生物成像、生物传感、催化和纳米电子学等领域。
在生物医学领域中，生物金纳米粒子已成为重要的研究对象，因其可以大幅提高药物的生物利用度，同时增强成像效果。
生物方法合成金纳米粒子传统的合成金纳米粒子的方法包括化学合成和物理方法，这些方法耗能高、对环境污染、难度大等问题极为严重。
而生物法合成金纳米粒子由微生物、植物或动物体外的有机物质所合成，操作简单、环保、生产成本较低。
目前，生物法合成金纳米粒子的方法略受关注，其主要原因是可以通过这种方法生产出品质优异、价格相对合理的产品。
最常用的生物法合成金纳米粒子的例子是微生物法、植物法和动物体外法。
微生物法合成金纳米粒子微生物法合成金纳米粒子已成为最经典的生物法之一。
它通常使用在水域生长菌株，如Klebsiella pneumoniae、Chlorella vulgaris、Pseudomonas aeruginosa、Actinobacillus sp.等，能合成出不同形态和大小的金纳米粒子。
通过其多样的微生物种类，可以避免有毒有害的化学试剂的使用，取得环保的金纳米粒子。
其中，蓝绿藻可以形成颗粒形态非常规整的金纳米粒子，清晰的表现了蓝绿色的表面等。
植物法合成金纳米粒子植物法合成金纳米粒子是指将植物原料作为还原剂和模板来良好过程的实现方法。
金纳米粒子的合成可以发生在植物体内和植物体外两种形态。
在植物体内合成金纳米粒子的方法，针对不同植物采用不同的方式，如植物汁液直接进行合成，或将植物的组织剪碎等。
通过植物体外合成金纳米粒子的方法，实现可以生产出透过度的金纳米粒子，来获得不同的颗粒大值。
因此，生物金纳米合成中的植物还可以起到一个模板的作用，还原剂会通过其表面积的变化，改变颗粒的大小和属性，可以创造出形态多变和性能优异的金纳米粒子。
金纳米颗粒的制备和应用
金纳米颗粒的制备和应用简介纳米材料中的胶体金纳米颗粒已经被艺术家使用了几个世纪，因为它们与可见光相互作用后会产生鲜艳的颜色。
最近，这一独特的光电性质被研究应用于高科技领域比如有机太阳能电池，传感探针，治疗剂，生物和医药应用中的给药系统，电子导体和催化。
金纳米颗粒的光学和电子性质可以通过改变其大小，形状，表面化学和聚集状态来调节。
金纳米颗粒的光学和电子性质金纳米颗粒和光线的相互作用主要被环境，颗粒大小和物理尺寸支配。
在胶体金纳米颗粒附近传播的光线的震荡电场和自由电子相互作用，导致电子电荷的一致性震荡，并且与可见光频率共振。
这一谐振震荡被称为表面等离子体。
对于小的单分散金纳米颗粒（~30nm），表面等离子共振现象引起蓝绿光谱段的吸收（~450 nm）和红光反射（~700 nm），由此呈现出鲜艳的红色。
当颗粒大小增加，等离子表面共振相关的吸收波段移向更长的，更靠近红色的波长。
于是红光被吸收，蓝光被反射，溶液呈现出淡蓝色或者是紫色（图1）。
当颗粒大小继续增加到极限，表面等离子共振吸收波段就进入了光谱的红外部分，大部分可见光被反射，使纳米颗粒呈现澄清或者半透明的颜色。
通过改变纳米颗粒的形状和大小可以调节它的表面等离子共振，使颗粒呈现出适应不同应用的光学性质。
图 1.不同大小单分散体金纳米颗粒颜色当过量的盐加入金溶液时也会看到这样的现象。
金纳米颗粒的表面电荷成电中性，使得颗粒聚集。
结果，溶液颜色从红色变为蓝色。
为了减少聚集，多功能的表面化学技术为金纳米颗粒表面涂上聚合物，小分子和生物识别分子。
这些表面修饰使得金纳米颗粒能被广泛应用于化学，生物，工程学和医药等领域。
默克金纳米颗粒典型性质请见表1。
5 nm 5.47 x1013515-520nm1.10 x107741949（表面活性剂稳定）752568 (PBS)10 nm 5.98 x1012515-520nm1.01 x108741957（表面活性剂稳定）752584 (PBS)15 nm 1.64x1012520 3.67x108777137（表面活性剂稳定）777099 (PBS)20 nm 6.54 x1011524 nm 9.21 x108741965（表面活性剂稳定）753610 (PBS)30 nm 1.79 x1011526 nm 3.36 x109741973（表面活性剂稳定）753629 (PBS)40 nm 7.15 x1010530 nm 8.42 x109741981（表面活性剂稳定）753637 (PBS)50 nm 3.51 x1010535 nm 1.72 x1010742007（表面活性剂稳定）753645 (PBS)60 nm 1.96 x1010540 nm 3.07 x1010742015（表面活性剂稳定）753653 (PBS)80 nm 7.82 x 109553 nm 7.70 x1010742023（表面活性剂稳定）753661 (PBS)100 nm 3.84 x 109572 nm 1.57 x1011742031（表面活性剂稳定）753688 (PBS)150 nm 3.60 x 109未测-742058（表面活性剂稳定）200 nm 1.9 x 109未测-742066（表面活性剂稳定）250 nm 7.1 x 108未测-742074（表面活性剂稳定）300 nm 4.5 x 108未测-742082（表面活性剂稳定）400 nm 1.9 x 108未测-742090（表面活性剂稳定）表1金纳米颗粒产品性质应用纳米金颗粒的应用领域正在快速扩大，包含了：1. 电子学—从打印油墨到电子芯片，金纳米颗粒都可以用来作为它们的导体。
纳米荧光探针的制备与应用方法详解
纳米荧光探针的制备与应用方法详解纳米荧光探针是一种利用纳米材料与荧光技术相结合的新型材料，具有高灵敏度、高选择性和高稳定性的特点，广泛应用于生物医学研究、环境监测、食品安全等领域。
本文将详细介绍纳米荧光探针的制备方法和应用方法。
一、纳米荧光探针的制备方法1. 化学合成法：化学合成法是制备纳米荧光探针最常用的方法之一。
它通常通过在纳米粒子的表面修饰上特定的荧光标记分子，例如荧光染料、量子点等，使纳米粒子获得特定的发光性能。
合成过程包括原料选择、反应条件优化、表面修饰和纳米材料的后处理等步骤。
2. 生物合成法：生物合成法是利用生物体（微生物、真菌等）的代谢活性合成纳米荧光探针。
通过选择合适的生物体和培养条件，调控生物体的生长过程，使其合成出具有荧光性能的纳米材料。
生物合成法具有绿色环保、低成本和易于控制等优点，因此在纳米荧光探针制备中得到了广泛应用。
3. 载体修饰法：载体修饰法是将已经合成的纳米材料与荧光标记分子进行配对，并在纳米材料表面进行修饰，以实现纳米荧光探针的制备。
这种方法能够充分利用已有的纳米材料，在保持纳米材料原有性能的同时，实现对荧光标记分子的控制，具有较高的灵活性和可操作性。
二、纳米荧光探针的应用方法1. 生物传感器：纳米荧光探针可以作为生物传感器用于检测和分析生物样品中的目标分子。
通过将纳米荧光探针与目标分子结合，利用探针的荧光性能变化来实现对目标分子的定量分析。
生物传感器广泛应用于医学诊断、环境监测和食品安全等领域，并展示出高灵敏度和高选择性的优势。
2. 细胞成像：纳米荧光探针具有较小的体积和较好的生物相容性，可以进入细胞内部并与目标分子结合，用于细胞成像。
通过控制纳米荧光探针的发光性能，可以实现对细胞生物学过程的实时监测和研究。
细胞成像技术在癌症治疗、药物研发和基因治疗等方面具有重要的应用价值。
3. 环境监测：纳米荧光探针可以用于环境监测领域，用于检测水体、土壤和大气等环境中的污染物。
金纳米粒子的制备及其应用研究
金纳米粒子的制备及其应用研究
近年来，纳米技术已经成为一个很热门的研究领域。
金纳米粒子作为纳米技术
领域的研究对象之一，具有许多诱人的性质，比如体积小、电磁特性强、表面积大等。
因此，在许多领域中，如生物学、医学、化学、电子学、材料学、光学等方面，金纳米粒子都有着广泛的应用。
制备金纳米粒子的方法主要有两种：一种是化学还原法，另一种是溶剂热法。
在这两种方法中，化学还原法是最常用的方法之一。
经过这种方法制备出的金纳米粒子形态规则，表面光滑均匀，并且可以控制其大小和形状。
化学还原法是指在合适的反应条件下，通过还原金离子来形成金纳米晶（或金
纳米粒子）。
具体来说，就是将金离子溶液与还原剂混合，然后搅拌反应一段时间，直到生成金纳米晶的过程。
而溶剂热法则是通过溶剂中的高温高压条件下，还原金离子，形成具有一定尺寸和形态的金纳米粒子。
金纳米粒子在各领域中已经有了广泛的应用，例如光学造影剂、荧光标记物、
药物输送、生物传感器、表面增强拉曼散射等多个方面。
其中，人们对其在医学中的应用越来越关注。
化学合成的金纳米粒子具有良好的生物相容性和生物标记性能，因此可以被用于生物成像、诊断和治疗等方面。
此外，金纳米粒子在材料学领域中也有着广泛的应用。
由于金纳米粒子具有极
大的比表面积和独特的表面效应，可以增强材料的导电性能、热学性能、力学性能等多个方面的性质，因此被广泛地应用于电子、信息、材料等领域中。
总之，金纳米粒子在实际应用中展现出了许多诱人的性质，已经成为了纳米技
术研究领域的一大热点。
在未来，我们也可以期待这项技术能为我们的生活和医学等领域带来更多的惊喜和便利。
金纳米团簇荧光探针的合成与生物检测应用
金纳米团簇荧光探针的合成与生物检测应用大家好，今天我要给大家聊聊一个非常有趣的话题：金纳米团簇荧光探针的合成与生物检测应用。
你们知道吗？这个探针可是大有来头，它不仅可以帮助我们更好地了解人体内部的情况，还可以帮助医生们更准确地诊断疾病哦！让我们一起来看看这个神奇的探针是如何制作出来的吧！我们需要了解一下什么是金纳米团簇。
简单来说，金纳米团簇就是一种非常小的金属颗粒，它的大小只有几十纳米甚至更小。
这些小小的金颗粒聚集在一起，就像一群调皮的孩子挤在一起玩耍一样。
而荧光探针则是一根非常细的棒子，它上面涂满了可以发出荧光的物质。
当我们将这个探针接触到金纳米团簇时，就会发生一些神奇的事情：金纳米团簇会吸收探针上的荧光物质，然后重新释放出来，这样就可以通过观察荧光的变化来判断金纳米团簇的数量和位置了。
我们需要了解的是如何合成金纳米团簇和荧光探针。
其实这个过程并不复杂，只需要一些基本的化学知识和实验技巧就可以了。
我们需要准备好一些金纳米团簇的前体材料和荧光染料。
通过一系列的反应步骤，我们就可以将这些前体材料转化为金纳米团簇。
再将荧光染料涂在探针上，就可以得到一根完美的荧光探针啦！当然了，要想让这个探针真正发挥作用，还需要进行一些生物检测实验。
比如说，我们可以将这个探针注射到人体内，然后通过观察荧光的变化来判断人体内的某些细胞或组织是否存在问题。
这个方法不仅非常安全，而且还可以大大提高诊断的准确性哦！金纳米团簇荧光探针的合成与应用是一个非常有前途的研究领域。
相信在不久的将来，我们就可以利用这个探针来帮助更多的人们解决健康问题啦！今天的分享就到这里啦！希望大家能够喜欢这个话题，也希望大家都能够健康快乐地生活下去！谢谢大家！。
金纳米粒子探针的合成及应用
分析化学 （ FENXI HUAXUE）
特约来稿
第1 期 1 ～7
Chinese Journal of Analytical Chemistry
檵檵殝
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特约来稿
1
和成像方法的发展起着越来越重要的作用
和共振光散射） 、 易进行表面修饰以及良好的生物相容性 （ 通常认为裸 AuNPs 是无生物毒性的， 而修饰 因此功能化 AuNPs 的应用领域不断被拓宽， 特别是其在生物分 后的 AuNPs 的生物毒性由其配体决定） ，
［1 ］ nanoparticle probes
Copyright WileyVCH Verlag GmbH ＆ Co. KGaA and reproduced with permission.
程度上可以抵抗二硫苏糖醇或带巯基或氨基的分子 的攻击。特别是将具有双亲性的配体（ 有 S 端具有疏水性， 另一端具有亲水性， 如烷基硫醇修饰的聚乙 二醇、 多肽 CALNN 等） 通过共价键法修饰到 AuNPs 上， 在其表面形成疏水亲水层， 将极大提高 AuNPs 在水溶液中的稳定性。 （ 1 ） 链霉亲和素修饰的 AuNPs 可以结合生物素化的蛋白 利用某些生物分子之间的特异性识别 ， 如， ［16 ］ （ 如免疫球蛋白和血清蛋白） 或寡聚核苷酸 ；（ 2 ） 蛋白 A 修饰的 AuNPs 用于连结不同免疫球蛋白的 Fc 碎片［17］；（ 3 ） 糖修饰的 AuNPs 用于识别其相应的结合蛋白， 也可以设计功能化的 AuNPs 探针。
20090612 收稿；20090808 接受 YWH11 ） 资助 本文系国家自然科学基金（ No. 20675080 ） 和中科院知识创新工程重要方向性项目（ No. KJCX2* Email： wangzx@ ciac. jl. cn
金纳米粒子的合成及应用
金纳米粒子的合成及应用金纳米粒子是指直径小于100纳米的金属粒子。
合成金纳米粒子的方法有多种，包括物理方法和化学方法。
物理方法主要有光辐射法、激光溅射法、电子束法等，化学方法主要有还原法、溶胶-凝胶法、微乳液法等。
还原法是最常用的一种合成金纳米粒子的方法之一。
这种方法是通过将金离子还原为金金属来制备金纳米粒子。
一般情况下，还原剂和表面活性剂被加入到金离子溶液中，在适当的温度和气氛下进行还原反应，即可得到具有良好分散性的金纳米粒子。
溶胶-凝胶法是另一种常见的合成金纳米粒子的方法。
该方法是将金盐与溶胶凝胶剂混合，形成凝胶状物质，然后通过热处理或其他方法将凝胶转化为金纳米粒子。
金纳米粒子具有独特的物理、化学和光学性质，因此在许多领域中有着广泛的应用。
以下是金纳米粒子在一些重要领域中的应用示例：1. 生物医学领域：金纳米粒子作为生物标记物被广泛应用于生物医学成像和诊断中。
其表面的化学修饰和功能化处理使其具有高度选择性和敏感性，能够识别和追踪生物分子，如蛋白质、基因和细胞等，并在肿瘤治疗中用于靶向输送药物。
2. 光学领域：由于金纳米粒子表面的等离子共振效应，它们在光学领域中具有广泛的应用。
金纳米粒子可用作传感器、光学增强剂和表面改性剂等，可用于改善太阳能电池的效率、调控光信号和增强拉曼散射等。
3. 催化剂领域：金纳米粒子由于其特殊的晶格结构和表面活性，可用作高效催化剂。
金纳米粒子能够催化多种反应，如还原、氧化、氢化和重整等。
例如，金纳米粒子催化的氧化反应广泛应用于生物质能源转化和有机合成等领域。
4. 电子器件领域：金纳米粒子在电子器件中的应用也越来越广泛。
它们可用作柔性电子器件中的导电电极和场发射材料，也可用作表面增强拉曼光谱（SERS）传感器中的基底材料，提高传感器的灵敏度和稳定性。
总之，金纳米粒子作为具有独特性质的纳米材料，其合成方法和应用领域都十分丰富。
随着技术和研究的不断发展，金纳米粒子的合成和应用将进一步拓展，并在更多领域发挥重要作用。
金纳米粒子的合成及应用
金纳米粒子的合成及应用金纳米粒子，即由金原子组成的纳米尺寸的颗粒，通常具有较大的比表面积和特殊的光电学性质，具备广泛的应用潜力。
金纳米粒子的合成方法多种多样，常见的有化学还原、光还原、溶液法、微乳液法等。
化学还原法是较为常见的金纳米粒子合成方法之一。
该方法通过在金盐溶液中加入还原剂，如氢气、硼氢化钠、乙二醇等，使金离子还原成金微粒，从而得到金纳米粒子。
溶液中的还原剂浓度、反应温度、pH值等条件均会对合成效果产生影响，进而调控得到所需尺寸、形状和分散度的金纳米粒子。
另一种常用的合成方法是光还原法。
该方法利用光照对金离子进行还原，产生金纳米粒子。
一般而言，需要在反应溶液中加入合适的还原剂和络合剂，并将该混合溶液在适当波长和强度的光照下反应，从而实现金纳米粒子的合成。
这种合成方法具有操作简单、环境友好等优势。
除了上述方法，溶液法和微乳液法等也是金纳米粒子合成的常用方式。
溶液法包括化学溶剂法和热水法。
化学溶剂法主要将金盐溶解于有机溶剂中，然后通过还原剂进行还原得到金纳米粒子；热水法则是在高温条件下，通过加入还原剂和吸附剂来合成金纳米粒子。
而微乳液法则是通过在溶剂中加入适当的表面活性剂和辅助溶剂，形成稳定的微乳液，进而使金盐被还原成金纳米粒子。
金纳米粒子在许多领域具有广泛的应用。
首先，由于金纳米粒子对电磁波具有很强的散射和吸收作用，因此在光学领域得到了广泛应用。
例如，金纳米粒子可用于制备表面增强拉曼光谱（SERS）基底，增强目标物的光信号，广泛应用于分析化学、生物传感、环境监测等领域。
此外，金纳米粒子还可以合成金纳米晶体薄膜，用于太阳能电池、柔性传感器等器件的制备。
其次，金纳米粒子在医学领域也具有重要的应用潜力。
由于金纳米粒子的良好生物相容性和生物稳定性，可以作为药物载体和生物标记物在药物输送、肿瘤治疗和诊断等方面发挥重要作用。
例如，可以将药物包裹在金纳米粒子上，通过控制粒子的尺寸和形状来实现药物的持续释放和靶向输送。
5nm金纳米粒子合成
5nm金纳米粒子合成1. 引言金纳米粒子是一种具有广泛应用潜力的纳米材料，其尺寸在纳米级别，具有独特的光学、电学和热学性质。
在近年来的研究中，5nm金纳米粒子合成成为了研究的热点之一。
本文将介绍5nm金纳米粒子的合成方法、影响合成的因素以及合成后的应用。
2. 5nm金纳米粒子的合成方法2.1 化学合成法化学合成法是合成金纳米粒子最常用的方法之一。
主要包括还原法、溶胶-凝胶法和微乳液法等。
其中，还原法是最常见的方法之一，通过还原剂将金盐还原为金纳米粒子。
溶胶-凝胶法则通过溶胶的凝胶过程形成金纳米粒子。
微乳液法则在微乳液中形成金纳米粒子。
2.2 物理合成法物理合成法是另一种常用的合成金纳米粒子的方法。
主要包括热蒸发法、溅射法和激光烧结法等。
热蒸发法通过高温蒸发金属材料，在惰性气体环境下形成金纳米粒子。
溅射法则通过溅射金属靶材，形成金纳米粒子。
激光烧结法则利用激光烧结金属颗粒，形成金纳米粒子。
2.3 其他合成方法除了化学合成法和物理合成法，还有一些其他的合成方法。
例如，生物合成法利用生物体或其代谢产物合成金纳米粒子。
还有模板法、电化学法等。
这些方法各有优缺点，在合成5nm金纳米粒子时可以根据具体需求选择合适的方法。
3. 影响5nm金纳米粒子合成的因素3.1 反应条件合成5nm金纳米粒子的反应条件是影响合成效果的重要因素之一。
反应温度、反应时间、反应物浓度等都会对合成结果产生影响。
合理选择反应条件可以控制金纳米粒子的尺寸和形态。
3.2 还原剂选择在化学合成法中，选择合适的还原剂也是影响合成效果的关键因素。
常用的还原剂包括氢气、硼氢化钠、维生素C等。
不同的还原剂具有不同的还原能力和选择性，选择合适的还原剂可以控制金纳米粒子的尺寸和形态。
3.3 表面活性剂在合成金纳米粒子的过程中，表面活性剂起到了重要的作用。
表面活性剂可以调控金纳米粒子的形态和分散性。
常用的表面活性剂有CTAB、PVP等。
选择合适的表面活性剂可以获得稳定的金纳米粒子溶液。
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.。
金纳米的合成及应用
金纳米的合成及应用金纳米是指尺寸在纳米尺度范围内的金微粒，一般指直径小于100纳米的金颗粒。
金纳米具有较大的比表面积和独特的物理、化学性质，使其在许多领域具有重要的应用价值。
金纳米的合成方法分为化学还原法、生物还原法、物理方法等多种方式。
下面将分别介绍金纳米的合成方法和应用。
一、金纳米的合成方法：1. 化学还原法：化学还原法是制备金纳米最常用的方法之一。
通过还原金盐溶液中金离子，可得到金纳米颗粒。
常见的还原剂有氢气、还原糖、硼氢化钠等。
该方法操作简单、成本低廉，可以控制金纳米颗粒的尺寸和形貌。
然而，化学还原法合成的金纳米往往需要使用有毒的还原剂，且合成过程中产生的废液处理不易。
2. 生物还原法：生物还原法利用微生物、植物或其代谢物来还原金离子，制备金纳米。
这种方法具有环境友好、生物可降解等优点。
目前，微生物合成金纳米的方法较为成熟，可以利用细菌菌株、酵母菌等微生物来合成金纳米。
植物合成金纳米的方法则包括提取植物组织中的金还原酶或利用植物提取物还原金离子。
3. 物理方法：物理方法包括热蒸发法、溅射法、溶液凝结法等。
例如，热蒸发法通过将金属蒸发到惰性气体或真空中，形成金膜，再利用物理方法将金膜剥离成纳米粒子。
这种方法合成的金纳米具有较高的结晶度和尺寸均一性。
二、金纳米的应用领域：1. 生物医学应用：金纳米在生物医学领域具有广泛的应用前景。
金纳米可以用作生物传感器，通过与生物分子的相互作用来检测疾病标志物。
此外，金纳米还可以用于癌症治疗方面，利用其在近红外光区域的表面等离子体共振效应，实现光热疗法，对肿瘤进行精确治疗。
2. 光学应用：金纳米具有表面等离子体共振效应，可以吸收和散射光线。
因此，在光学领域有着广泛的应用。
例如，金纳米可以用于增强拉曼散射光谱的灵敏度，用于检测微量物质。
此外，金纳米还可以用于光学透射电子显微镜（OTEM）等像超分辨显微技术，实现纳米尺度的成像。
3. 催化应用：金纳米具有优异的催化性能，可以用于催化反应。
纳米金粒子在生物传感器中的使用方法
纳米金粒子在生物传感器中的使用方法纳米技术的发展为生物传感器的制备与应用提供了全新的可能性。
纳米金粒子作为一种重要的纳米材料，在生物传感领域发挥了重要作用。
其独特的物理和化学性质使其成为一种理想的生物传感器平台材料。
本文将介绍纳米金粒子在生物传感器中的使用方法及其优势。
首先，纳米金粒子的制备方法多样且灵活。
常见的制备方法包括溶剂热法、化学还原法、电化学法等。
这些方法可以根据需求调控金粒子的尺寸、形状和表面性质。
利用这些制备方法可以制备出具有高度可控性的纳米金粒子，为后续的生物传感器应用奠定基础。
其次，纳米金粒子在生物传感器中可以用作信号转换体。
纳米金粒子可以利用其表面增强拉曼散射（Surface Enhanced Raman Scattering, SERS）效应，增强目标分子的光信号，从而提高生物传感器的灵敏度。
此外，纳米金粒子还可以通过其表面等离子共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）效应作为光学信号转换体，实现对生物分子的检测。
这些特性使得纳米金粒子成为一种理想的信号放大和转换体，提高了生物传感器的检测灵敏度和选择性。
此外，纳米金粒子还可以用作生物传感器的载体。
将纳米金粒子修饰到传感器表面或固定在固体载体上，可以提供更大的活性表面积和更好的分子固定能力。
这样，待测分子可以更有效地与纳米金粒子相互作用，从而提高了生物分子的检测灵敏度和稳定性。
在实际应用中，纳米金粒子在生物传感器中的使用方法也各具特色。
例如，生物分子的固定化可以通过化学修饰纳米金粒子表面实现。
通过选择不同的功能化分子，可以实现对不同生物分子的检测。
此外，纳米金粒子还可以通过生物识别分子的选择性识别，实现对特定生物分子的检测和定量。
对于传统的生物传感器，纳米金粒子的应用也可以带来很多进展。
例如，纳米金粒子的引入可以提高传统电化学传感器的灵敏度和稳定性。
纳米金粒子的应用还可以提供新的检测机制，使得生物分子的分析更加快速和准确。
纳米金粒子的制备及其应用研究
纳米金粒子的制备及其应用研究纳米金粒子是一种比一般金颗粒更小的微粒，通常不超过100纳米(1纳米=10的-9次方米)。
纳米金粒子制备技术已成为化学、物理、生物和医学等多领域研究的焦点。
在这篇文章中，我们将探讨纳米金粒子的制备方法和其在不同领域的应用。
纳米金粒子的制备方法纳米金粒子的制备方法有许多种，下面我们介绍其中几种比较常见的方法。
1. 化学还原法化学还原法是一种简单、高效和可控的方法，通过还原金离子溶液来制备金纳米粒子。
这种方法需要较少的前期准备和设备，并能得到较窄的分散度和较小的尺寸分布。
但化学还原法的缺点是其制备的纳米金粒子通常需要表面修饰才能稳定，否则它们会在溶液中迅速聚集。
2. 溶剂热法溶剂热法通常使用有机溶剂作为反应介质，在一定的温度和条件下，在其中溶解金离子并在还原剂存在条件下还原产生金纳米粒子。
这种方法可用于制备不同尺寸和形状的纳米金粒子。
与其他方法相比，溶剂热法能够产生自催化的还原剂反应，从而加速反应速度，提高金粒子的生长速率。
3. 微乳法微乳法通常使用有机溶剂和表面活性剂作为反应介质，在水相和油相之间形成微小的胶体结构。
通过在微乳液体系中添加还原剂和金离子，可以制备出各种形状和尺寸的纳米金粒子。
微乳法可以获得非常均匀的纳米金粒子，且粒径分散较小，质量较稳定。
纳米金粒子的应用1. 生物传感器由于纳米金粒子的独特性质，如高比表面积、高化学稳定性和可调基性等特点，使得它们成为生物传感器的理想候选材料。
纳米金粒子的表面可以修饰各种生物分子，如蛋白质和DNA，从而可检测生物标记物和细胞相互作用，并实现快速、敏感和特异的诊断应用。
2. 医学成像还原型纳米金粒子可以通过光学和磁共振成像技术进行检测，使其在医学成像中得到广泛应用。
纳米金粒子具有较好的生物相容性和组织渗透性，能够增加成像对比度和减少机械刺激，比传统成像材料具有更广阔的应用前景。
3. 催化剂纳米金粒子对电化学、光催化和热催化等反应具有优异的催化性能，这使其成为许多反应的理想催化剂。
金纳米粒子探针的合成及应用
金纳米粒子探针的合成及应用什么是金纳米粒子探针？金纳米粒子探针是一种基于纳米技术的生物医学探针，它是由金纳米粒子构成的，具有很强的生物相容性和生物活性，可以被用作生物标记物、药物传递、生物成像、光热治疗等领域的研究和应用。
近年来，金纳米粒子探针受到学术界和工业界的广泛关注，被认为是一种将纳米技术应用到生物医学领域的重要手段。
金纳米粒子探针的合成方法1. 化学还原法化学还原法是制备金纳米粒子探针的一种常用方法。
该方法首先将金盐在水中还原成金离子，然后使用还原剂将金离子还原成金粒子。
具体步骤如下：•加入还原剂：将还原剂溶液缓慢滴入金离子溶液中，加速金离子还原成金粒子的过程。
•调节pH值：通过调节pH值可以控制金纳米粒子的形态和尺寸大小。
通常采用pH控制还原剂的 pH 值，使其在不同的 pH 值下形成不同尺寸的金纳米粒子。
•分离纯化：使用离心机或超滤膜将反应溶液中的残留物去除，得到纯净的金纳米粒子溶液。
2. 光化学法光化学法是利用光化学反应制备金纳米粒子探针的一种方法。
该方法将紫外光照射在金离子溶液中，使得金离子受到光激发，发生自还原反应形成金纳米粒子。
具体步骤如下：•加入还原剂：将还原剂溶液中加入金离子溶液。
•光照射：将紫外光照射在溶液中，使得金离子发生自还原反应形成金纳米粒子。
•分离纯化：使用离心机或超滤膜将反应溶液中的残留物去除，得到纯净的金纳米粒子溶液。
金纳米粒子探针的应用1. 生物成像金纳米粒子探针可以作为成像剂用于生物成像，以便于观察、诊断和治疗疾病。
例如，通过在金纳米粒子表面修饰生物活性分子，可以实现特定细胞或组织的选择性成像。
2. 药物传递金纳米粒子探针可以被用作药物载体，可以有效地将药物输送到病变组织部位。
金纳米粒子具有很强的药物负载能力和生物相容性，可以进一步提高药物的生物利用度和治疗效果。
3. 光热治疗金纳米粒子探针可以被用作光热治疗剂，其主要作用是通过激光照射，将光能转化为热能，使得金纳米粒子产生高温，从而导致细胞热凝固坏死，达到治疗肿瘤等疾病的效果。
一种可视化金纳米粒子探针的制备方法和应用[发明专利]
![一种可视化金纳米粒子探针的制备方法和应用[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/347dc7b13c1ec5da51e2705a.png)
专利名称：一种可视化金纳米粒子探针的制备方法和应用专利类型：发明专利
发明人：朱瑞琦,周影,宋金萍,双少敏,董川
申请号：CN201710147335.X
申请日：20170313
公开号：CN106970032A
公开日：
20170721
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供一种可视化金纳米粒子探针的制备方法和应用，本发明是以腺苷适配体和MUA 共同组装在金纳米粒子表面上，组装后的金纳米粒子呈网状结构，溶液呈蓝色。
腺苷的加入会导致核酸适配体结构的变化，使腺苷适配体从金纳米粒子表面解离下来，同时金纳米粒子由网状结构变为自由分散结构，溶液由蓝色变为红色。
向溶液中加入Cr，利用Cr与MUA中‑COOH的络合作用，可将分散后的粒子重新聚集，溶液颜色又从红色变为蓝色。
本发明具有双重顺序检测腺苷和Cr的功能，且灵敏度高，选择性好，不需大型仪器，可实现原位快速检测，检测结果直观，可裸眼观察。
可应用于实际生物样品中腺苷和Cr的检测。
申请人：山西大学
地址：030006 山西省太原市小店区坞城路92号
国籍：CN
代理机构：山西五维专利事务所(有限公司)
代理人：张福增
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金纳米粒子探针的合成及应用(一)作者：马立娜刘殿骏王振新【摘要】由于金纳米粒子（AuNPs）具有与大小、形状和聚集程度相关的物理和化学特性，被广泛应用于各种生物分析和生物医学检测技术中，并发展成具有高选择性、高灵敏度的生物分析检测手段。
以AuNPs为探针的分析方法通常具有简单、快速、灵敏度高的优点，并能应用于实际样品检测。
本文综述了目前生物分子修饰的AuNPs探针的合成及其在检测金属离子、小分子、DNA、蛋白质和细胞内分析等方面的应用。
【关键词】金纳米粒子；探针；合成与修饰；评述AbstractDuringlastdecade，goldnanoparticled(AuNPs)-basedassayshavebeenwell-developedandwidelyusedinbiologicalanalys isandbiomedicaldetectionbecauseAuNPshaveuniquephysicalandchemicalpropertieswhichdepend onthesize，shapeanddegreeofaggregation.TheAuNPs-basedassayshavealreadybeenemployedfordetectingpra cticalsampleswithhighsimplicityandselectivity.Thisreviewdiscussestherecentlydevelopmentofthes ynthesisandbiologicalmolecularfunctionalisationofAuNPsandtheirapplicationsontheheavymetallic cations，smallorganiccompounds，nucleicacidsandproteinsdetectionandcellularanalysis. KeywordsGoldnanoparticles；Probe；Synthesisandfunctionalization；Chemicalsensing；Review 1引言纳米技术与化学、生物学、物理学和医学等领域的结合，对分析科学和生命科学领域的超灵敏检测和成像方法的发展起着越来越重要的作用1~5]。
由于AuNPs具有独特的光学性质（表面等离子体吸收和共振光散射）、易进行表面修饰以及良好的生物相容性（通常认为裸AuNPs 是无生物毒性的，而修饰后的AuNPs的生物毒性由其配体决定），因此功能化AuNPs的应用领域不断被拓宽，特别是其在生物分析和生物医药等领域的应用引起了人们广泛关注2，3]。
本文综述了生物分子修饰的AuNPs探针的合成及其在检测金属离子、小分子、DNA、蛋白质和细胞内分析等方面的新进展，以若干应用实例突显一些技术突破及发展趋势。
2金纳米粒子的合成、稳定性和功能化2.1金纳米粒子的合成方法金纳米粒子的制备方法可分为化学法和物理法。
化学法是以金的化合物为原料，在还原反应生成金纳米粒子时控制粒子的生长，使其维持纳米尺度。
化学合成法包括氧化还原法、电化学法、晶种法、模板法、微乳液法、微波合成法和光化学法等2]，其中最具代表性并被广泛应用的有：（1）Turkevich-Frens法6，7]，即在100℃下，通过改变还原剂（柠檬酸钠）和三价金的化合物（氯金酸或氯金酸钠）的比例来控制AuNPs粒径的大小，从而获得粒径在10~60nm范围内且分散性较好的AuNPs。
该方法制备程序简单，且包裹在AuNPs表面的柠檬酸根容易被其它配体置换（如巯基修饰的DNA等）2，4]；（2）Brust-Schiffrin法8，9]，即在两相（液/液）体系或单相体系中，以四正辛基溴化铵（TOAB）为相转移剂，将三价金的化合物（氯金酸或氯金酸钠）转移到有机相中，以烷基硫醇为稳定剂，NaBH4为还原剂，制备粒径为1~8nm的AuNPs；硫醇/金盐的比例越大、加入还原剂速度越快，冷却溶液可以制得尺寸更小和单分散性更好的粒子，进一步通过配体交换反应改变AuNPs表面的配体而实现其功能化；（3）聚合物保护法：通常以含有聚乙二醇、硫醇或硫醚基团的聚合物为配体，以NaBH4为还原剂，制备水溶性或具有疏水性的粒径小于10nm的AuNPs。
聚合物稳定剂决定纳米粒子的溶解性；例如，文献10，11]采用硫醚或硫醇修饰的聚合物配体（烷基硫醚终端修饰的聚甲基丙烯酸等）一步法合成了具有高分散性的粒径小于5nm的AuNPs，粒子的大小和分散性可以通过改变聚合物的结构、浓度和配体上能与金属结合的基团个数来控制，并且可以将粒径为1.1~1.7nm的无荧光纳米粒子转变为荧光纳米粒子。
物理法是利用各种技术将块状固体金分散为金纳米粒子，包括真空沉积法、电分散法、激光消融法等12]。
物理法容易控制AuNPs的形状并能获得图案化的AuNPs的阵列，但通常需要特殊的设备和技术，制备过程较复杂。
2.2金纳米粒子的稳定性和功能化将不同的识别分子（如功能基团）修饰到AuNPs上，获得功能化纳米粒子（AuNPs探针），有助于拓宽AuNPs的应用范围，发展基于AuNPs的分析/检测方法。
已有很多文献对金纳米粒子的功能化及应用进行了综述1~5，13]。
在介质中保持单分散性和稳定性是AuNPs在实际应用中的关键。
因此，人们不断寻找新型稳定剂和修饰方法以提高AuNPs的分散性。
这些方法将有助于改善方法选择性和准确度，其中最具代表性的方法1]如图1所示。
在生物分析中可以应用静电吸附法、共价偶联（AuS共价结合等）法和特异性识别法（抗体-抗原，生物素-亲和素，DNA杂交等）将生物分子修饰到AuNPs表面，合成AuNPs探针。
图1金纳米粒子探针合成示意图1]（略）Fig.1Schematicrepresentationofformationofgoldnanoparticleprobes1]CopyrightWiley-VCHVerlagGmbH&Co.KGaAandreproducedwithpermission.将配体通过静电吸附作用固定在AuNPs表面的方法简单、省时3]，但是配体与AuNPs结合强度小，稳定性差。
如果反应缓冲溶液中含有二硫苏糖醇（DDT，含有两个巯基、不带电的小分子，常用作蛋白保护剂）或在高盐缓冲溶液（一般用于DNA杂化实验）进行长时间的孵育时，表面不稳定的AuNPs探针很容易产生非特异性结合，从而降低了检测的选择性。
与静电吸附法相比，共价偶联的方法较复杂，需要进行更多的配体合成工作。
但是，配体与AuNPs通过共价键结合稳定性好。
在共价偶联中通常以Au-S共价结合获得AuNPs探针，这种方法必须使用含有S的配体，如硫醇或二硫化物修饰的DNA、多肽CALNN等1~5，13~15]，通过共价法获得的AuNPs探针可以承受很高的盐浓度（2mol/LNaCl），并在某种程度上可以抵抗二硫苏糖醇或带巯基或氨基的分子的攻击。
特别是将具有双亲性的配体（有S端具有疏水性，另一端具有亲水性，如烷基硫醇修饰的聚乙二醇、多肽CALNN等）通过共价键法修饰到AuNPs上，在其表面形成疏水-亲水层，将极大提高AuNPs在水溶液中的稳定性。
利用某些生物分子之间的特异性识别，如，（1）链霉亲和素修饰的AuNPs可以结合生物素化的蛋白（如免疫球蛋白和血清蛋白）或寡聚核苷酸16]；（2）蛋白A修饰的AuNPs用于连结不同免疫球蛋白的Fc碎片17]；（3）糖修饰的AuNPs用于识别其相应的结合蛋白，也可以设计功能化的AuNPs探针。
3金纳米粒子探针的应用3.1重金属离子检测基于AuNPs的比色法已经被广泛应用于有毒重金属离子（Pb2+，Cd2+和Hg2+等）的检测18，19]，这种方法克服了传统方法中诸如使用有机溶剂、光敏感的染料分子，实验过程繁琐以及仪器操作复杂等缺点。
Wang等19]研制出基于DNAzyme修饰的AuNPs比色传感器，可以快速、简单、实时及线性范围可调地检测Pb2+（见图2）。
他们选择对Pb2+有高特异性识别的DNAzyme，DNAzyme由底物链和识别链组成。
底物链5＇末端和识别链3＇末端分别连有8个互补碱基做为延长链，两个互补碱基链可以使底物链和识别链在特定的温度下稳定杂交，同时也能够保证在Pb2+存在时，后者将DNAzyme另一端分裂后释放出单链DNA(ssDNA)。
该体系在Tris和NaCl调节离子强度后加入AuNPs，当Pb2+存在时，Pb2+作用于DNAzyme 的识别位点将ssDNA释放出来并与AuNPs结合，阻止后者聚集，而使溶液呈现纳米金单分散状态的红色。
没有Pb2+或有其它金属离子存在时，不发生分裂反应，加入的AuNPs无ssDNA 保护而发生聚集，溶液变为蓝紫色。
这种传感器对Pb2+的检出限为3nmol/L，远远低于美国环境保护局（EPA）对饮用水中Pb2+浓度的检出限18，19]。
Li等20]报道了另一种基于DNA 修饰的AuNPs探针检测Hg2+的比色方法，这种方法灵敏度更高，检出限可达1nmol/L。
Xue21]和Lee22]等依据Hg2+可与胸腺嘧啶形成T-Hg2+-T复合物，建立了一种高灵敏性和高选择性检测Hg2+的方法，即在特定温度下因Hg2+诱导DNA修饰的AuNPs聚集状态的改变导致溶液颜色改变来检测Hg2+。
如果使用对其它金属离子具有选择性的碱基对取代胸腺嘧啶，可实现对其它金属离子的检测。
图2（a）左图：包含识别链17E(8)和底物链(8)17S的DNAzyme，右图：非标记的比色传感器；（b）pH=7.2时，加入不同浓度的Pb2+后AuNPs溶液的颜色变化图，线性范围0.003~1.0μmol/L；（c）pH=5.5时，加入不同浓度的Pb2+后，AuNPs溶液的颜色变化图，线性范围0.120~20μmol/L19]（略）Fig.2(a)Left：secondarystructureofDNAzymecomplex，whichconsistsofanenzymestrand(17E(8))andasubstratestrand((8)17S).Right：schematicoflabel-freecolorimetricsensor.Colorchangeofthegoldnanoparticle(AuNP)solutionwithdi fferentconcentrationsofleadinthesolutionatpH7.2(b)and5.5(c)；thedynamicrangeoftheassayis3nmol/Lto1μmol/LatpH7.2and120nmol/Lto20μmol/LatpH5.5，respectively19]CopyrightWiley-VCHVerlagGmbH&Co.KGaAandreproducedwithpermission3.2小分子检测将对特定小分子具有亲和性的官能团修饰到AuNPs表面，可发展基于AuNPs的应用于小分子检测的比色法23]。