基于纳米金Core-satellites等离子体耦合增强效应的汞离子光纤传感器的研究

以DNA杂交双链为联接,构建纳米金颗粒Core-satellites结构并激发等离子体耦合增强效应,利用Hg^(2+)可与DNA中胸腺嘧啶T形成T-Hg^(2+)-T特异性结构,研制了用于检测水中Hg^(2+)的局域等离子体共振(LSPR)光纤传感器。待测溶液中的Hg^(2+)能够引起富含T的DNA单链折叠,抑制DNA杂交反应,降低等离子体耦合强度,改变LSPR谐振波长。通过检测谐振波长红移变化,实现对Hg^(2+)浓度的定量检测。本方法检测Hg^(2+)的线性范围为5~150 nmol/L,检出限为3.4 nmol/L(3σ)。Zn^(2+)、Mg^(2+)、Pb^(2+)等重金属离子对Hg^(2+)检测无明显干扰作用。实际水样中Hg^(2+)加样回收率为94.2%~105.4%,相对标准偏差<4.8%。

AuNP@Co_(3)(HITP)_(2)-CNT纳米结构的制备及电化学传感性能

利用一步水热法和化学还原法制备了基于金纳米颗粒负载Co_(3)(HITP)_(2)-碳纳米管(AuNP@Co_(3)(HITP)_(2)-CNT)的纳米复合材料。利用X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)对其表面微观形貌和元素组成进行表征。构建了前列腺特异性抗原(PSA)/牛血清蛋白(BSA)/PSA抗体(Ab)/AuNP@Co_(3)(HITP)_(2)-CNT/玻碳电极(GCE)电化学免疫传感器,并对PSA进行了检测,用循环伏安法(CV)、差分脉冲伏安法(DPV)和电化学阻抗谱(EIS)对其进行电化学性能分析测试。实验结果表明:基于AuNP@Co_(3)(HITP)_(2)-CNT纳米复合材料的电化学免疫传感器对PSA有较宽的检测范围,可达40 fg/mL~100 ng/mL,同时具有较好的特异性、稳定性和可重复性。

金-银复合微纳结构制备及高灵敏度表面增强拉曼散射检测

表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)是一种快速且灵敏度高的分子检测技术。拥有高灵敏的、均匀的拉曼信号是光谱技术的必要因素,同时拉曼衬底结构通常也面临复杂的工艺和高昂的成本。为了实现高性能SERS,本文采用多层金-银(Au-Ag)交替沉积、退火和脱合金技术制备多孔Au-Ag复合纳米结构,该方法能用于大面积制备,且制备工艺简便。通过在合适的温度下退火,可以在Au-Ag复合纳米结构表面形成大量纳米孔。这些纳米孔可以牢固地分布在表面形成热点。利用时域有限差分(Finite-difference Time-domain,FDTD)法模拟电场分布,结果表明在Au-Ag复合纳米结构表面可以产生极大的局域场增强效果。实验结果表明SERS检测具有良好的均匀性和高灵敏度。SERS基底检测罗丹明6G(Rhodamine 6G,R6G)分子的增强因子达到2.4×10~5,相对标准偏差(Relative Standard Deviation,RSD)低至6.9%,对R6G分子的最低检测浓度可达10^(-11) mol/L。所提出的Au-Ag复合纳米结构及其制备工艺在制备高灵敏度的、高均匀性的SERS基底方面具有很大的潜力。

金纳米花结构的制备及其催化性能研究

金纳米花结构具有多分枝的形貌、很高的表面积-体积比,增强的电磁场效应而越来越受到人们的重视。采用抗坏血酸溶解左旋多巴的混合溶液还原氯金酸制备了金纳米花结构,分别利用紫外可见光谱仪(UV-Vis)、 X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对金纳米花结构的形貌和结构进行表征分析。结果表明,所制备的金纳米花结构具有较宽的表面等离子体共振吸收峰,该吸收峰位于650 nm左右。基于XRD结果分析可知该金纳米花结构为结晶性较好的面心立方结构。通过SEM分析可看到该金纳米花结构的形貌为表面具有很多尖锐的纳米片状的金纳米花结构且大小为(1.10±0.14)μm。在TEM图片中可清晰地观察到金纳米花结构表面纳米片的大小和详细形貌。总之,这些表征分析综合证明了所制备的金纳米花的独特形貌特征。此外,利用金纳米花结构作为纳米催化剂,在过量硼氢化钠下催化还原对硝基苯酚(4-NP)为对氨基苯酚(4-AP),该催化反应在数分钟即可完成。在分别加入10、 20和100μL的金纳米花结构为催化剂后,以紫外可见光谱仪测定不同时刻的光谱,计算该拟一级反应的速率常数分别达到了3.53×10^(-3)、 5.27×10^(-3)和5.4×10^(-3)s^(-1),表明所制备的金纳米花结构具有优良的催化活性。

基于金纳米笼基底的抗菌纳米药物研究进展

目的 简要概述金纳米笼(Au nanocages, AuNCs)材料的制备及与其他药物联合抗菌的疗效,为进一步抗菌研究发展提供参考。方法 通过查找文献,分类归纳近年来以AuNCs为基底的抗菌纳米药物的制备及应用。结果 简要概述了AuNCs的制备方法及在新型抗菌纳米材料中AuNCs基底发挥的作用,综述了2016-2023年发现的以AuNCs为基底的抗菌纳米药物。讨论了AuNCs在生物医学领域的应用,并展望了AuNCs复合材料的未来发展方向和应用。结论 研究以AuNCs为基底的抗菌纳米药物及其所对应的抗菌策略,对进一步开发灵敏高效的新型抗菌纳米材料具有重要意义。

金纳米核-壳结构(Au@SiO_(2))对铕元素的发光增强机制研究

为了增强稀土有机薄膜的发光效果,在制备稀土发光薄膜过程中引入了金纳米核-壳结构(Au@SiO_(2)).利用滴铸法将不同浓度的Au@SiO_(2)滴在石英片上;利用旋涂法将Eu(dbm)_(3)phen.聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA):CH_(2)Cl_(2)混合溶液旋涂在石英片上,制备成薄膜样品.通过对薄膜样品的性能表征后发现:引入Au@SiO_(2)后可增强薄膜的发光强度;激发和发光增强因子最大分别为279.1%和222.9%,同时延长了薄膜样品的荧光寿命.将Au@SiO_(2)引入稀土发光薄膜的制备过程中,能够有效地提升薄膜的发光性能,应用潜力较好.

基于聚苯乙烯模板的金纳米碗结构的制备及二次电子发射特性

降低金属微波部件二次电子发射系数(SEY)是提高其微放电阈值的常用方法,以二维聚苯乙烯(PS)胶体晶体为模板、二氧化钛(TiO_(2))为过渡层,采用电化学沉积法在镀银铝合金表面制备金纳米碗结构涂层,利用金纳米碗结构吸收和捕获二次电子,降低表面二次电子发射系数。结果表明:当镀金液中亚硫酸钠(Na_(2)SO_(3))浓度为140 g/L、乙二胺四乙酸二钠(Na_(2)EDTA)浓度为5 g/L、氯金酸(HAuCl_(4))浓度为10 g/L、沉积时间为60 min时,金纳米碗结构涂层的二次电子发射系数最大值为1.62,与初始镀银铝合金样片相比,其SEY最大值降低了26.4%。本研究为抑制微放电效应提供了一种新的表面处理方法。

电化学沉积金纳米线结构及其电学特性

用电化学沉积方法,在有机介孔模板上制备出直径为90nm的金纳米线。透射电子显微镜(TEM)分析结果表明,纳米线表明光滑并呈单晶结构.去除有机模板的金纳米线阵列用扫描电子显微镜(SEM)测试,纳米线顶端呈平台状,直径分布均一。我们利用原子力显微镜(AFM)测量了金纳米线阵列的微观结构,得到与SEM相一致的结果。在大气和室温条件下,用导电AFM针尖在接触模式下测量了单根纳米线的轴向I-V特性曲线,其结果为金属性。

二维金纳米粒子结构的制备及影响因素

用电泳沉积方法制备了金纳米粒子的二维排列结构.研究了电场强度、沉积时间、溶胶浓度、温度和方波脉冲等对沉积结构的影响.提高外加电场强度和施加方波脉冲可以提高金粒子结构的有序性.粒子浓度减小,温度升高不利于粒子的电泳沉积.

金纳米粒子组装结构中的表面重组现象

Single crystal silicon substrate was modified with self-assembled monolayer of 3-aminopropyl-trimethylsilane by aqueous phase silanization. Colloidal gold nanoparticles(12.0±1.0 nm) were adsorbed on such an amino-terminated surface with a submonolayer coverage. Randomly distributed gold nanoparticles were reorganized into two-dimensional close-packed aggregates when treated with alkanthiol molecules.Large size two dimensional domains or ring like structures of gold nanoparticles can be induced by solvent flow and evaporation.

金纳米粒子-胱氨酸三维网状结构的形成及其光谱特性研究

用柠檬酸三钠还原法制备了水溶性金纳米粒子,粒子的平均粒径为4.5nm,它与胱氨酸作用后,胱氨酸利用双硫键在其表面成功地进行了自组装,获得了金纳米粒子-胱氨酸的三维网状结构.用紫外-可见光谱、光散射光谱、透射电子显微镜等手段对胱氨酸组装前后的金纳米粒子进行了表征.结果显示,粒子与粒子之间,通过静电引力形成了离子键,吸收光谱变化明显,金纳米粒子特征吸收峰由组装前518nm红移到670nm,溶液颜色也相应由酒红色变为蓝紫色,求出了金纳米粒子-胱氨酸三维网状结构形成过程中胱氨酸的最佳量,金与胱氨酸的物质的量比为1∶1.对于4.5nm的金纳米粒子,只有14%左右的胱氨酸在金纳米粒子的表面进行了自组装,而多余的86%的胱氨酸未与金纳米粒子作用;其共振瑞利散射光谱具有潜在的应用价值.该研究对以金纳米粒子为基础的新材料制备进行了有益的探索.

金纳米结构光热转换材料的研究进展

金纳米结构材料具有重要的光热转换性质,在癌症治疗方面引起了全世界的高度关注。综述了金纳米结构光热转换材料包括纳米球、纳米棒、纳米壳、纳米笼以及纳米簇等的制备方法和进展,随后总结了其表面功能化的3种方法,即利用双功能的配体直接进行配体交换、二氧化硅包覆、聚合物包覆。最后介绍了其在激光诱导的药物释放、光热治疗、近红外热成像等生物医药方面的应用。

氧化硅对金红石相纳米TiO_2微结构的影响

通过硅酸钠水解生成的无定形氧化硅对金红石相纳米TiO2进行修饰,利用红外光谱、紫外-可见漫反射光谱、X射线衍射、透射电镜和比表面仪对纳米TiO2进行了表征。结果表明,氧化硅沉积在纳米TiO2的表面和颗粒之间形成一个空间网络体系,有效地抑制了TiO2晶粒尺寸和原始粒径的长大。当热处理温度低于700℃时,经氧化硅处理的纳米TiO2的晶粒尺寸、原始粒径和比表面积几乎不变;当热处理温度高于700℃时,经氧化硅处理的纳米TiO2的晶粒尺寸和原始粒径开始缓慢变大,比表面积快速下降,在900℃下煅烧2h,经氧化硅处理的纳米TiO2原始粒径仍为20～40nm。氧化硅的存在使纳米TiO2吸收紫外线的能力增强并使其平均孔径变小。

金红石型纳米TiO_2(110)表面原子结构和电子结构的理论研究

利用MaterialsStudio软件采用密度泛函理论的全势PLAPW方法研究了金红石型纳米TiO2 的表面原子和电子结构及其性质。计算结果表明 :金红石型纳米TiO2 (110 )表面原子结构发生了弛豫和重构 ,随着原子层厚度的增加 ,相应的弛豫距离减小 ,表面禁带宽度降低 ,具有了准金属特性。表面HOMO和LUMO轨道分别是由Ti4+的 p轨道和d轨道构成 ,其表面的活性位为Ti4+ 。

帽状金纳米结构的制备、表征及表面增强拉曼散射活性

采用真空离子溅射法在自组装的单层阵列二氧化硅纳米粒子表面沉积金薄膜,制备了以S iO2为核的帽状金纳米结构.用透射电镜、扫描电镜、原子力显微镜、X射线衍射仪和紫外-可见-近红外分光光度计对样品的表面形貌、结构及光学性质进行了表征.以亚甲基蓝作为探针分子,对金纳米帽的表面增强拉曼散射活性进行了研究,结果显示,吸附在金纳米帽上的分子拉曼散射信号得到显著增强,增强因子达到107数量级.该基底在超灵敏生物和化学检测方面具有潜在的应用前景.

氯金酸辅助制备核壳结构多孔碳球及其电化学性能

为提高多孔碳球作为超级电容器电极材料在电解液中的离子迁移速率,通过水热法设计制备了以碳球为外壳,金纳米颗粒为核心的核壳结构复合材料(CS-Au)。之后通过KOH活化,制备的样品(PCS-Au)比表面积可达到962.48m^(2)/g。结果表明:在0.5A/g的电流密度下,PCS-Au表现出225F/g的比容量,相较于纯多孔碳球(PCS)比容量提高了28.5%。使用螺旋季铵四氟硼酸盐和乙腈混合溶液(CF4301)作为电解液,组装成纽扣式对称型超级电容器后,PCS-Au在功率密度为1000W/kg的情况下能量密度为27.63Wh/kg。并且在1A/g电流密度下,经过20000圈循环稳定性测试后容量保持率为104.76%,性能无衰减,展现出很好的循环稳定性。精心设计的核壳结构与较大的比表面积,优异的导电性及丰富的孔结构降低了材料电阻并可以容纳更多的电解液,导致Au纳米颗粒@多孔碳球是一种极具应用价值的超级电容器电极材料。

Au@ZIF‑8核壳结构中金纳米粒子分布的调控及其在荧光分子光致发光传感中的应用

控制金属@MOF核壳纳米结构中金属纳米粒子的分布不容易实现。我们应用了合成MOF胶体粒子所用到的配位调制方法来合成Au@ZIF-8核壳纳米结构。通过使用过量的2-甲基咪唑和不同用量的1-甲基咪唑可获得不同的Au@ZIF-8。该合成方法可在ZIF-8纳米晶体中灵活调整Au纳米粒子(Au NPs)的分布。此外,我们分别研究了2种不同尺寸的荧光分子与Au@ZIF-8结合后的光致发光光谱和寿命。ZIF-8的孔径可以决定这2种分子是否可通过多孔壳结构接近Au NPs。分子光学特性对Au NPs近场的发光增强和荧光猝灭的竞争非常敏感。

透射电镜三维重构确定金纳米粒子的立体结构

贵金属纳米颗粒具有局域表面等离激元这一特性使其具有丰富的光学性质,而这一特性受制于纳米颗粒所形成的立体几何形状,而透射电镜和扫描电镜的二维图像不能真切地观测和确定纳米颗粒所形成的立体几何结构。透射电镜三维重构技术可作为一种确定纳米颗粒立体结构的直观有效的方法。本文利用透射电镜的三维重构技术,选择合适的参数进行二维图像的采集、图像匹配对中及重构、立体模型的构建,从而通过构建的模型对两种金纳米颗粒样品的不同几何形状所产生的边界形态进行了确认和分析。

花瓣状铂-金-石墨烯纳米结构的制备及其在葡萄糖测定中的应用

利用氧化石墨烯（GO）、PtCl6^2-、AuCl^4-作为前驱体,在-0.4 V条件下,采用一步电化学还原法对GO和金属前驱体进行同时还原,成功制备了花瓣状的Pt-Au-GO纳米结构;同时利用伏安法研究了该催化剂对葡萄糖氧化的电催化性能,结果表明,此纳米结构对葡萄糖氧化反应表现出很好的电催化性能;据此构建了无酶葡萄糖传感器,该传感器在较低的电位下（-0.1 V）对葡萄糖的线性检测范围为1.0~25.0 mmol/L,响应灵敏度为26.3μA cm^-2（mmol/L）^-1,检出限为4.0μmol/L（S/N=3）,且传感器具有很好的重现性、稳定性和选择性,可用于实际样品的分析检测。

原位形成的金纳米颗粒对溶菌酶结构的影响

在溶菌酶水溶液中,用NaBH4原位还原HAuCl4得到了溶菌酶稳定的金纳米颗粒。这些溶菌酶稳定的金纳米颗粒具有亲水性、生物兼容性以及良好的溶胶稳定性。紫外-可见光谱、透射电子显微镜以及动态光散射实验对所得产物的表征结果说明实验中形成了分散性良好的直径约2 nm的金纳米颗粒。傅里叶变换红外光谱和圆二色谱实验表明,与金纳米颗粒作用之后的溶菌酶分子仍然保持了结构的完整性,金纳米颗粒的形成没有对蛋白质的一级和二级结构造成影响。基于其良好的溶胶稳定性及生物兼容性,这些溶菌酶稳定的金纳米颗粒在纳米科技和生物医学领域具有潜在的应用价值。