生物分子修飾的納米金及其多維組裝.pdf

1、納米金粒子由于具有大的比表面積、高表面能、高的表面活性而展現(xiàn)出的小尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)等特性,使其在催化、光學(xué)、電學(xué)及生物技術(shù)等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用。隨著納米技術(shù)發(fā)展及其與各學(xué)科領(lǐng)域的相互交融,納米技術(shù)將會更注重按人們的意愿設(shè)計、組裝和創(chuàng)造特殊的多維納米結(jié)構(gòu)體系,從而使這些體系具有一定的特性和功能。比如,具有多維結(jié)構(gòu)的納米金材料在表面增強拉曼散射,有效催化化學(xué)反應(yīng),生物膜,傳感器,電化學(xué)檢測等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。因此,設(shè)計和

2、構(gòu)筑具有特殊微納結(jié)構(gòu)的新型復(fù)合納米結(jié)構(gòu),探索納米結(jié)構(gòu)組裝的新方法是目前納米材料研究領(lǐng)域的一個極其重要的方向。這些研究將為納米金材料的制備、多維組裝以及拓展其應(yīng)用提供重要的理論依據(jù)。在本論文的研究中,選用氨基酸和蛋白質(zhì)分子修飾納米金,以環(huán)境因素調(diào)控的方法為基礎(chǔ),結(jié)合氨基酸和蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)特性以及在環(huán)境因素影響下的自組裝性能,對納米金粒子及其組裝過程進行了調(diào)控,并在此基礎(chǔ)上進行了納米金粒子及其組裝體性能和功能研究。
　　 1.溴離

3、子誘導(dǎo)三維海綿狀金,谷氨酸納米復(fù)合材料的形成及其SERS效應(yīng)
　　 通過加入溴化鈉的方法制備了三維海綿狀結(jié)構(gòu)的納米金組裝體,制備的金/谷氨酸納米復(fù)合材料通過透射電鏡、掃描電鏡、紫外-可見吸收光譜儀、X射線衍射儀等手段進行表征。實驗結(jié)果顯示,三維的海綿狀金/谷氨酸鈉米材料由平均直徑50 nm的金納米粒子彼此之間通過定向聯(lián)接機理組裝而成。在納米金組裝過程中,除了靜電屏蔽作用,溴離子取代金表面的羧基也非常重要,這使納米粒子之間范德華引

4、力增加,有利于粒子的組裝。進一步研究發(fā)現(xiàn),所制備的海綿狀金納米材料能夠作為表面增強拉曼散射的基底,在檢測羅丹明6G分子時,顯示出很高的SERS活性和穩(wěn)定性。因此,制備的NaBr誘導(dǎo)形成的SERS基底在化學(xué)和生物分析、醫(yī)學(xué)檢測方面具有潛在應(yīng)用價值。
　　 2.pH誘導(dǎo)谷氨酸體系中納米金的多維組裝及應(yīng)用
　　 pH降低誘導(dǎo)谷氨酸穩(wěn)定的金納米粒子自組裝生成一維、二維和三維的納米金聚集體。制備的納米金聚集體通過透射電鏡、掃描電鏡

5、、紫外一可見吸收光譜儀、X射線衍射儀等手段進行表征。實驗結(jié)果顯示多維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)組裝體由納米球熔合組裝形成的。pH值的減小,導(dǎo)致羧基質(zhì)子化,從而減小了靜電斥力。由于谷氨酸上質(zhì)子化羧基的橋連作用,導(dǎo)致納米金粒子進行自組裝,形成多維結(jié)構(gòu)。然而通過提高pH值或升高溫度,很難將pH誘導(dǎo)形成的納米金組裝體解散,但是加入少量的NaBr卻能實現(xiàn)。此外,這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的納米金組裝體也是很好的表面增強活性基底,以羅丹明6G和4-巰基吡啶分子作為探針,發(fā)現(xiàn)pH誘

6、導(dǎo)形成的納米金組裝體比分散的金納米粒子具有明顯增強的SERS效應(yīng)。
　　 3.酪蛋白膠束穩(wěn)定納米金的制備及其熒光、催化特性研究
　　 在酪蛋白體系中,以硼氫化鈉為還原劑,成功的制備出了具有催化特性和熒光特性穩(wěn)定的納米金。以透射電鏡、紫外-可見吸收光譜儀、熒光光譜儀等測試手段對制備的納米金進行表征。實驗結(jié)果顯示,pH值和酪蛋白濃度的升高,有利于生成小粒徑的納米金,小尺寸的納米金是還原4-硝基苯酚反應(yīng)的良好催化劑。通過調(diào)節(jié)反