纳米金
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
纳米金具有明显的表面效应、体积效应、量子效应、小尺寸效应及生物亲和性,其光学特性、电子特性、传感特性及生物化学特性成为研究热点,在超分子、生物化学等技术领域具有广泛的应用前景【lJ。将其用于生物传感器制作,所得传感器选择性强、稳定性好且操作方法简便。纳米金颗粒比表面积非常大,表面自由能高,酶可在纳米颗粒表面得到强有力的固
定,不易渗漏,金溶胶具有很好的生物相容性,并且是电的良导体,可在酶与电极之间传递电子,显著提高酶电极的响应灵敏度,为开发研制第三代无媒介生物传感器提供可能。金溶胶的制备主要有液相还原法、相转移法【6~8】等。Frens[9】在1972年发展的氯金酸的柠檬酸三钠水相还原法,是制各金溶胶的经典方法,该方法成本低、设备简易、反应时间短、操作简便,更利于产业化生产。一般用该方法制备的纳米金颗粒粒径大于12nm[101,
(1)Fukumik Chayahara A,Kadono Ket a1.JAppIPhys[J],1994,75(6):3075
(2)DavidocicD,TinkhamM.ApplPhysLett[J],1998,73:3959
(3)PasquatoL,PancanF’ScriminPeta1.ChemCommun[J],2000,22:2253
(4)AlivisatosA P’Johnsson K P'Peng Xet a1.Nature[J],1996,382:609
(5)ZhangZhikun(张志锟)'Cui Zuolin(崔作林).Nano Technology andNano Materials(纳米技术与
纳米材料)[M].Beijing:National Defense IndustryPress,2000
(6)YonezawaT’Yasui K,KimizukaN.Langmuir[J],2001,17(2):2’7l
(7)Chow M K ,Zukoski CF.J Colloid InterfaceSci[fl,1994,165(1):97
(8) BrustM,WalkerM,BethellDeta1.JChemicalSociety,Chem Commun[J],1994,7:801
(9)Frens Gnat Phys Sci[fl,1973,241:20
(10)Chen F'Xu G Q,Hor T
纳米材料”的命名出现在20世纪80年代,它是指三维空间中至少有一维处于卜lOOnm 或由它们作为单元构成的材料(13),纳米金一般为分散在水溶液中的溶胶,故又称胶体金,由于纳米粒子的表面层占很大比重,而表面原子是长程无序,而短程有序的非晶层,可以认为粒子的表面层更接近气态,而在粒子的中心存在结晶完好的周期排佰的原子。纳米粒子中心原子的结构与块体材料不同这种差异是由于纳米粒子的体积小、表面曲率大、内部产生很高的压力引起的。纳米粒子的这种特殊结构导致了它具有不同于块体材料的特殊性质(14)。具体到纳米金,它具有光吸收特性(15-16),纳米金在510至550nm可见光谱范围之问有一吸收峰,最大吸收波长随着金颗粒直径的增大而增加。呈色性,即不同粒径的纳米金表现出不同的颜色。小粒径的纳米金(2"--5nm)呈现黄色,中等粒径的纳米会(10"~20nm) 呈现酒红色,较大粒径的纳米金(30"--80nm)呈现紫红色。除此以外,它具有纳米粒子的特性,量子尺寸效应、表面效应、体积效应、宏观量子隧道效应(17)。
[13]李群,纳米材料的制备与麻川技术[M],北京:化学.1:业出版社,2008
[14]朱红.纳米材料化学及其应圳[M].北京:清华人学出版社·北京交通人学出版社.2009.【15】高忠贤,李小强.纳米生物医约[M】,化学I:业出版社,北京,2007.
【16】张同I德.纳米生物分析化学与分子生物学,化学l:业出版社[M】,北京,2005.[17]黄德欢.纳米技术与戍川[M].上海:中国纺织人学出版社,2001.
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(18-19)。
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(20),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。最近,发现在纳米金颗粒的液相合成中,,使用不同类型的模板剂(21,22)、表面活性剂(23,24)或巯基烷烃化合物保护剂(25,26),对其形貌和大小的调控有突出的作用;不过有机试剂的使用,尤
其是高分子有机物模板剂,往往会对环境造成不同程度的污染。
【参考文献】
[18] 陶泳,高滋.金的催化作用[J].化学世界,2005。46(2):114一117.
[19]Y K Du,P Yang,Z G Mou,et a1.Thermal decomp08ilion behaviors of PVP coated on platinum nanoparticles [J].J Appl PolymSci,2006,99(1):23—26.
[20]M C Daniel,D Astruc.Gold Nanoparticles:AssembIy,supmmolecular Chemistry,Quantum-Size·Related ProPerties,and Applications toward Biology,Catalysis,and Nanotechnol- ogy[J].chemRev,2004,104(1):293—346.
[21]M K Kim,Y M Jeon,W S Jeon,et a1.NoveI dendron一8tabilized gold nanoparticles with High stability and narrow size distribution[J].chem commun,2001,5(7):667—668.[22] 张冬柏,齐利民,程虎民,等.液晶模板法制备Au纳米线[J].高等学校化学学报,2003。24(12):2143—2 146.
[23] 裴立宅.表面活性剂在合成金纳米晶溶胶中的应用[J].稀有金属快报,2004,23(11);35—38.
[24]杨生春,董守安,唐春,等.金纳米粒子自球形向棒状的转变和生长的光化学法研究[J].化学学报,2005,63(10):873—879.
[25]T Yonezawa,T Kunitake.Pmctical prepamtion of anionic mercaptoligand·Btablized gold nanoparticles and their immobilization[J].colloids surf A,1999:149(1—3):193一199.‘[26]W J Guo,J Dai。D Q zhang,et aI.Redox active gold nanoparticles modified with tetrathiafuIvalenc derivative via direct sulfur bridge[J].Inorg chem Commun,2005,8(11):994-997.
随着纳米科技的兴起与发展,纳米材料以其特有的物理、化学性质在生物学、化学、免
疫学等领域展现出广阔的应用前景。纳米金溶胶是一种优异的纳米材料,有着“绿色纳米技术中的关键元素”之称【27】,在许多领域尤其是生物传感器方面【28,31】由于其具有极佳的比表面积及生物兼容性,并可与氨基发生非共价的静电吸附,与巯基之间形成很强的Au.S共价键,发挥了独特的作用。目前已经有多种比较成熟的制备颗粒大小可控,粒径分布均匀的纳米金溶胶的方法,如聚乙烯吡咯烷酮保护还原法【32】、柠檬酸钠还原法(33)、模板法【34】等,
参考文献:
【27】Haruta M.Gold Buletion[j],2001,34(2):40
【28】Y xia0.H X Ju.H Y Chen,Anal Chim,Acta,1999—391:73—82
【29】藜宏新型DNA电化学生物传感器的研制及纳米材料在其中的应用,华东师范人学博±论文,2003
【30】张晓蕾,-吴朝阳,等基于碳纳米管/核聚糖/纳米活性界面的酸根过氧化氢酶传感器研制[J]化学传感器,2006,26(3)
【31】Lei C·Gong F shen G et.al,Amperomettie immunosensor for schistosoma japonicum antigen using antibodies loaded on a nana-Au monolayer modified chitosan-entrapped carbonpaste elecdtrode[J] sensors actuators B 2003,95:582
【32】徐玉梅金纳米粒子的制备及表征[J]甘肃科技,2008.24(13):I一3
[33]Frens G Nature Phys Sci[J] 1973-241:20-22
【34】Shi H, Zhang I Cai W preparation and optical absorption of gold nanaparticles within pores if mesoporous silica[J] J Colloid Interface Sci, 2000, 35(10): 1689-1695.