金納米粒子可控自組裝構(gòu)建及其光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、近年來,隨著納米科學(xué)的迅速發(fā)展,金屬納米粒子以其獨(dú)特的性能已被廣泛應(yīng)用于各學(xué)科的研究,將金屬納米粒子有序化、結(jié)構(gòu)化無疑是深入研究這些獨(dú)特性能的有效途徑。金屬納米顆粒能夠組裝成一維、二維或三維結(jié)構(gòu),組裝后的納米材料表現(xiàn)出特有的集體性質(zhì)。這些性質(zhì)不僅取決于納米粒子的形狀和大小,也取決于其空間的排列的方式,因此,通過控制組裝的結(jié)構(gòu)以調(diào)節(jié)組裝體的光電學(xué)性質(zhì)引起了很大關(guān)注,同時(shí)也面臨很大的挑戰(zhàn)。據(jù)此,本文探討了各向異性的金納米棒不同方式組裝的制造

2、方法,以及球形金納米粒子與金納米棒雜化組裝體系的制造方法,并且能夠控制球形金納米粒子組裝到金納米棒的不同面。初步探討了組裝的方式對組裝體光學(xué)性質(zhì)的影響。主要內(nèi)容如下:
　　 1.探討了金納米棒不同方式組裝的構(gòu)建。采用種子生長法合成的金納米棒(GNRs),側(cè)面被大量CTAB所包被,末端相對裸露,因此端面(頭部)可以優(yōu)先進(jìn)行化學(xué)修飾。當(dāng)加入適量體積與濃度的雙官能團(tuán)分子SH-PEG-COOH(Mw～459)時(shí),其通過Au-S鍵優(yōu)先結(jié)合

3、在GNRs端面,并提供羧基官能團(tuán)。生物素分子(Biotin-PEO-Amine)一端的氨基與羧基官能團(tuán)通過EDC/NHS共價(jià)連接形成酰胺鍵(CO-NH)并錨定于GNRs端面上,形成端面修飾生物素的金納米棒(GNRs-Biotin)。鏈霉親和素蛋白(Streptavidin,SA)加入后,其與生物素的特異性識別引發(fā)GNRs頭碰頭的組裝,即首尾相連的組裝結(jié)構(gòu)(End-to-End)。組裝形成后,TEM電鏡圖可看出,GNRs首尾連接成鏈狀結(jié)構(gòu)

4、,紫外可見吸收光譜圖發(fā)現(xiàn)GNRs長軸吸收峰發(fā)生明顯紅移。
　　 2.對于GNRs肩并肩組裝(Side-by-Side),本研究設(shè)計(jì)引入SH-PEG-CH3O(Mw～2000)分子,其優(yōu)先結(jié)合在GNRs端面。由于端面被此分子占據(jù),雙官能團(tuán)分子SH-PEG-COOH加入后僅能結(jié)合在GNRs的側(cè)面,并置換側(cè)面的CTAB分子。此后,生物素通過同樣的方式共價(jià)連接到GNRs側(cè)面,鏈霉親和素蛋白與生物素的特異性識別引發(fā)GNRs肩并肩組裝形成(

5、Side-by-Side)。TEM電鏡圖可看出,GNRs肩并肩連接成梯狀結(jié)構(gòu),紫外可見吸收光譜圖中GNRs長軸吸收峰發(fā)生明顯藍(lán)移并伴隨峰強(qiáng)度的降低。
　　 3.對于End-to-Side組裝,分別對兩組GNRs進(jìn)行表面修飾,一組GNRs端面修飾生物素,另一組GNRs側(cè)面修飾鏈霉親和素蛋白。由TEM圖得知,GNRs排列成“T”,“Ⅱ”,“Ⅲ”等結(jié)構(gòu),紫外-可見吸收光譜圖中GNRs長軸吸收峰發(fā)生紅移。
　　 4.探討了不同形

6、狀金納米粒子組裝體系構(gòu)建。設(shè)計(jì)并控制球形金納米粒子(GNPs)組裝在棒狀金納米粒子(GNRs)的端面或側(cè)面。GNPs表面共價(jià)連接SA,GNRs頭部共價(jià)結(jié)合Biotin分子,兩者混合后,SA與Biotin的特異性識別使得GNPs組裝在GNRs的端面。然而,當(dāng)SA通過靜電作用結(jié)合在GNRs的側(cè)面,Biotin通過共價(jià)連接的方式結(jié)合于GNPs表面,兩者混合后,SA與Biotin的特異性識別使得GNPs組裝在GNRs的側(cè)面,同時(shí)分別利用紫外可見