金-二氧化硅核殼結(jié)構(gòu)的制備及其應用研究.pdf

1、本文制備了具有光學性質(zhì)可調(diào)的金納米殼復合材料(Gold Nanoshells(GNSs)，Au@SiO<,2>)，利用金納米殼等離激元共振峰對周圍介質(zhì)折射率敏感的特性以及其近紅外消光的特性，探討了金納米殼自組裝膜在全血中直接檢測生物分子以及生物傳感的應用研究；利用金納米殼自組裝膜良好的生物相容性，優(yōu)越的導電性能，以及其較大的比表面積，研究了血紅蛋白的直接電化學性質(zhì)，并進一步應用于電化學傳感中，研究發(fā)現(xiàn)金納米殼具有增強電子傳遞速率的特性；

2、另外也初步探討了金納米殼在光子晶體中的應用，制備了同時具有金納米殼等離激元共振特性和光子晶體光子帶隙特性的復合材料，并進行結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)的表征。具體工作內(nèi)容主要如下： 1.利用自組裝技術(shù)和膠體還原化學，制備出金納米殼Au@SiO<,2>并研究了其光學可調(diào)性和折射率敏感性，在金納米殼表面包裹SiO<,2>得到SiO<,2>@Au@SiO<,2>；去除SiO<,2>@Au@SiO<,2>顆粒中的金殼層，獲得含有可移動SiO<,2>核

3、的空心殼H-SiO<,2>@M-SiO<,2>。結(jié)果顯示：SiO<,2>@Au@SiO<,2>復合顆粒表面光滑，并保留了金殼的近紅外吸收特性；通過改變復合顆粒外層SiO<,2>厚度，可以調(diào)節(jié)其等離激元共振峰的位置；王水可以有效地去除SiO<,2>@Au@SiO<,2>中的金殼，相應的等離激元共振峰消失。 2.將制備的金納米殼應用于光子晶體中，制備了含有空心金納米殼的三維有序多孔聚苯乙烯膜(3DOM-PS-GNSs)。這種材料能夠

4、耦合兩種明顯不同的光學性質(zhì)，即等離激元共振(PR)和光子帶隙(PBG)。材料的這兩種光學特性PR和PBG都與材料周圍介質(zhì)的折射率有關(guān)，隨周圍介質(zhì)折射率的變化，PR吸收峰和IPBG衍射峰的位置出現(xiàn)相應變化。本章研究了3DOM-PS-GNSs的光學性質(zhì)，發(fā)現(xiàn)金納米殼的PR吸收峰對周圍介質(zhì)折射率的敏感度比PBG衍射峰的敏感度更大。 3.通過靜電吸附作用，將厚度可控的金納米殼固定到硅烷化的玻璃基底上，構(gòu)建金納米殼自組裝單層(SAMs)膜

5、。其SAMs的光學吸收特性可以通過控制殼的厚度和濃度來改變?；谖兆V的變化，金納米殼的sAMs可以用來實時分析不同濃度BSA在光學透明基底上的吸附差異。進一步對金納米殼SAMs表面進行功能化修飾，形成生物素(Biotin)修飾的SAMs，制備鏈霉親和素(streptaVidin)的生物傳感器，并利用金納米殼在730 nm處局域表面等離激元共振強度的變化，實現(xiàn)全血中Streptavidin的實時檢測。 4.通過同樣自組裝的方法將

6、金納米殼GNSs組裝到APTEs修飾的ITO電極表面。形成的GNss覆蓋的ITO電極(GNSs/APTES/ITO)能夠作為生物相容性表面用于吸附血紅蛋白(hemoglobin，Hb)。電化學阻抗光譜和循環(huán)伏安法用來表征Hb的電化學特性，結(jié)果表明GNSs能夠作為電子隧道以加速Hb和電極之間的電子傳遞速率。基于吸附在GNSs/APTES/ITO電極表面Hb所具有的活性，我們構(gòu)建了無介體的H<,2>O<,2>傳感器，該傳感器顯示了5μM到1