一种制备金纳米粒子的新方法

报道了一种温和的、低成本、有效制备高纯度单分散金纳米粒子的新方法.采用种子生长法,在表面活性剂十八烷基苄基二甲基氯化铵(BDAC)体系下液相合成金纳米粒子.通过改变实验中反应温度和反应时间等条件,制备了粒径为25-50nm的金纳米粒子,运用透射电子显微镜(TEM)对纳米粒子的形貌进行分析,利用紫外可见光谱(UV-Vis)对产物进行光谱表征,并讨论了金纳米粒子的形成机制.结果表明,金纳米粒子的粒径随反应温度的升高及反应时间的加长有增大的趋势.     

金纳米棒二聚体结构的Fano共振

等离激元金属纳米结构中的Fano共振,由于其在超灵敏传感、超材料、光开关和非线性光学器件等方面的潜在应用而引起了广泛的关注。但在单颗粒尺度下单个金属纳米二聚体结构的Fano共振的实验研究仍然很少。本研究基于单颗粒光谱技术从实验上探讨了二聚体结构产生的Fano共振现象。利用种子生长法制备了等离激元共振峰分别在1 060 nm和700 nm的一长一短金纳米棒,通过L-半胱氨酸分子的静电吸附自组装构建首尾相连的金纳米棒二聚体结构,在暗场显微系统中表征了金纳米棒二聚体耦合前后的散射光谱。结果表明,短金纳米棒的明偶极模式与长金纳米棒的暗四极模式间的相消干涉在660 nm处产生了明显的Fano共振谷,同时基于有限差分时域（FDTD）方法的理论模拟散射光谱与实验结果能够较好地符合。这种自组装金纳米棒二聚体在等离激元传感和探测等方面具有广阔的应用前景。     

半胱氨酸修饰金纳米棒光学性质的研究

采用种子生长法制备了不同长径比的金纳米棒,并通过金硫键的结合在其表面包覆半胱氨酸分子。利用紫外-可见吸收光谱仪,扫描电子显微镜以及拉曼光谱仪等对样品进行分析和表征。实验结果表明金纳米棒产率较高,且一致性较好。表面修饰后的金纳米棒的纵向吸收峰发生蓝移,表明半胱氨酸分子与金纳米棒的结合有助于溶液分散性的提升。以结晶紫为探针分子,随着金纳米棒长径比的增加其拉曼增强效果变强。进一步分析发现,修饰后的金纳米棒的表面增强拉曼光谱的增强效果并未受到影响。通过金纳米棒与半胱氨酸分子牢固的结合,一方面可以提高金纳米棒溶液的分散性与稳定性;另一方面半胱氨酸分子可为金纳米棒修饰其它有机官能团提供了一个牢固的桥梁,有效地拓展了金纳米棒的应用方向。     

低分子量聚乙烯亚胺/金纳米棒纳米载体的制备及毒性研究

以表面修饰巯基十一烷酸的金纳米棒 (GNRs/MUA)为骨架, 将低分子量的聚乙烯亚胺(PEI)连接到GNRs/MUA表面, 构建GNRs/MUA/PEI纳米载体.首先采用MUA对GNRs进行表面修饰, 减少由于GNRs表面的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)所造成的生物毒性.然后采用低分子量 PEI 进一步修饰, 同时利用GNRs巨大的比表面积进一步放大 PEI 的携带基因能力, 这样既能够降低阳离子聚合物的毒性, 又能够提高整个体系的转染效率.利用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、Zeta电位等对纳米载体进行了表征.结果显示, MUA与PEI已成功修饰到GNRs表面, 并很好地保留了GNRs的光学性质, 其表面电位发生正负交替变化.采用噻唑蓝(MTT)比色法对纳米载体进行细胞毒性研究, 结果显示GNRs/MUA/PEI(1.8 kDa)非病毒纳米载体, 细胞存活率在控制聚合物浓度为300 μg/mL时仍然稳定在75%以上, 明显高于商品化的PEI(25 kDa).     

金纳米棒的单光束光操纵及其散射谱的测量

利用波长为800nm的单光束飞秒激光对水溶液中的金纳米棒颗粒进行了稳定地二维光捕获.通过测量金纳米棒的散射谱研究了光阱中金纳米棒之间的耦合相互作用.比较光阱中只有单个金纳米棒被捕获和两个金纳米棒同时被捕获时的散射谱.结果表明,当两个金纳米棒同时被光阱捕获时,金纳米棒之间相互排斥,存在一定的间隔,该间隔使得两个金纳米棒之间没有发生表面等离子耦合相互作用.该实验结果为金纳米棒的光操纵及其在生物分子探测等领域的研究提供技术指导及实验参考.     

利用聚碳酸酯模板制备的金纳米棒的表面增强Raman散射效应研究

采用聚碳酸酯模板和电化学沉积法制备基于金纳米棒的Raman场增强衬底, 制备的金纳米棒直径大约36 nm, 长约1 μm, 测试结果显示其共振吸收峰的位置约为540 nm. 比较了谐振和非谐振条件下的场增强情况, 并确定了场增益系数, 结果显示谐振激光激发下的增益比非谐振情况下提高了7.36倍. 本研究相对于前人的工作取得了如下进展: 一是讨论了谐振模式与非谐振模式下的金纳米棒的场增益系数, 利用谐振波长的激光激发金纳米棒, 进一步提高了场增益; 二是消除了聚碳酸酯模板分子的荧光背底, 使其在表面增强 Raman 散射方面的应用进一步变得可行. 关键词： 金纳米棒 表面增强Raman散射 聚碳酸酯模板     

基于毛细管的金纳米棒与纳米哑铃组装结构SERS效应比较研究

本文介绍了基于毛细管的金纳米棒(Au nanorods, AuNRs)与金纳米哑铃(Au nanodumbbells, AuNDs)组装结构,并从灵敏性、均一性和重现性等角度对两种不同纳米单元构筑的基底进行了表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)效应比较研究。结果表明,合成前驱体和分散体系均相同基础上调控得到的两种纳米单元在表面配体交换处理与构筑工艺一致前提下的基于毛细管组装,AuNDs较AuNRs组装结构表现出更高的SERS活性,而两者的均一性和重现性相当。通过选择SERS效应相对显著的毛细管基AuNDs组装结构对实际水体中的孔雀石绿进行取样和SERS检测,检测能力达到2×10~(-3)μg/g量级,表明此策略对实际水体中微量孔雀石绿的快速高灵敏检测具有一定的可行性。     

激光诱导金纳米棒图案化光纤SERS探针

研究了激光诱导沉积制备光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针,并对探针的SERS性能进行检测。探讨光纤探针制备过程中金纳米棒溶液的浓度对探针灵敏度的影响。结果表明,将不同浓度的金纳米棒溶液进行激光诱导,在光纤端面会形成金纳米棒团簇和分散两种纳米结构。金纳米棒溶液的浓度、激光功率、诱导时间等因素都会对诱导沉积图案产生影响。实验利用功率为5 mW的激光进行诱导,在1.5×10^-9, 1.0×10^-9和7.5×10^-10 mol·L^-1的金纳米棒溶液中,经5 min沉积,制备出不同图案的光纤SERS探针。采用晶种法合成金纳米棒,用透射电子显微镜(TEM)观察金纳米棒形貌,并根据TEM图像分析计算了合成金纳米棒的长径比约为3.8。用扫描电子显微镜(SEM)观察金纳米棒的形貌以及激光诱导沉积后的纤维修饰端形貌,7.5×10^-10 mol·L^-1的金纳米棒溶液进行激光诱导,金纳米棒在光纤端面分布较为分散,而1.5×10^-9和1.0×10^-...     

金纳米棒核／二氧化硅壳纳米复合结构的可控制备及细胞成像

采用模板合成以及溶胶凝胶方法制备了金纳米棒核／二氧化硅壳（GNR@SiO2）纳米复合粒子,探讨了这种新型纳米复合结构的可控制备、光谱性质、细胞毒性和细胞成像。通过紫外可见分光光度计、透射电镜、共聚焦显微镜对样品进行表征,结果表明：通过对反应时间的调控,获得的纳米复合粒子的二氧化硅壳层厚度可以控制在20～30nm。由于二氧化硅壳层的存在,大大提高了金纳米棒的稳定性,同时降低了金纳米棒的细胞毒性;此外,由于二氧化硅壳层具有良好的化学修饰作用,因此可以将荧光探针分子标记在二氧化硅壳层表面,修饰后的纳米复合粒子可以通过细胞内吞作用进入细胞,从而实现细胞内的光学成像。因此,该纳米粒子复合材料在生物传感、细胞成像以及光热治疗等方面有着良好的应用前景。     

金纳米棒的飞秒激光组装研究

金属纳米粒子对于研究表面等离子体共振具有非常重要的意义,其自组装形成的功能组装体能够展现出更加优异的整体协同性能.本文通过飞秒激光加工对金纳米棒直接进行组装,不引入其它的修饰剂,过程简单、快速(约1 min),不仅保留了金纳米棒表面等离子特性,且可以实现金纳米棒的任意精细图案化.将组装的微纳结构用于微流控芯片表面增强拉曼散射探测,可以得到很好的增强效果,为等离子体器件的制备提供了新的方法.     

萃取分离ICP-AES法测定高纯金中的杂质元素

通过用有机溶剂甲基异丁基酮（MIBK）在10%的盐酸溶液中萃取高纯金（99.99%)中的基体元素,使得大量的金得以分离,消除了基体的存在对杂质元素测定的干扰,使微量的杂质元素的测定成为可能,进而用等离子体发射光谱仪测定了高纯金中Cd,Cr,Cu,Fe,Mn,Ni,Pb,Pt等元素的含量。     

聚吡咯修饰的金纳米棒对肿瘤的光学相干层析成像的影响

聚吡咯(PPy)制备简单、生物相容性好,且在近红外(NIR)光谱范围内有很强的吸收,可作为一种良好的光热治疗试剂;同时,其NIR光吸收性质也可用于增强光学相干层析成像(OCT)的对比效果。因此,采用PPy对传统的OCT对比试剂——金纳米棒(GNR)进行表面修饰,有望获得对比效果更好且生物毒性较小的新型OCT对比试剂。选用吡咯为起始原料,在GNR表面进行一步简单的氧化聚合反应即可制备得到PPy修饰的金纳米棒(GNR-PPy)。利用紫外-可见吸收光谱,拉曼光谱和透射电子显微镜对制备的样品进行了分析和表征。构建小鼠荷瘤模型,以研究GNR-PPy对肿瘤OCT图像对比度的增强效果。采用中心波长为840 nm的OCT系统对注射了纳米粒子的肿瘤区域进行OCT成像。结果表明,肿瘤组织注射了GNR-PPy后,OCT信号衰减非常明显;与注射了GNR的OCT图像相比,840 nm光在GNR-PPy的OCT图像中的穿透深度明显更低。从OCT图像中抽提出一维的衰减曲线对OCT图像进行定量分析,发现注射有GNR-PPy肿瘤组织的OCT信号衰减系数明显高于注射了GNR的组织。表明,相对于GNR,GNR-PPy具有更好的OCT信号对比效果,这在增强肿瘤成像效果方面具有潜在应用价值。     

CdSe/ZnSe核-壳结构纳米粒子合成新方法

报道用“一步”合成新方法制备了CdSe/ZnSe核-壳结构的发光纳米粒子.该方法是将锌的前驱体注入表面Se富集的CdSe发光纳米粒子溶液中,通过Zn²⁺与Se共价键结合,从而在CdSe发光纳米粒子的表面形成ZnSe壳.分别通过X射线粉末衍射、光电子能谱、透射电镜、紫外-可见吸收光谱和光致发光光谱,对核-壳结构的发光纳米粒子的结构及光学性质进行了表征.结果表明,以较宽带隙的ZnSe在较窄带隙的CdSe纳米粒子表面形成的壳层有效地钝化了CdSe纳米粒子的表面缺陷,明显地提高了室温下CdSe纳米粒子的光致发光效率.X射线粉末衍射表明随着Zn²⁺的不断注入,CdSe/ZnSe的衍射峰逐渐移向ZnSe衍射峰.光电子能谱数据显示,Zn2p的双峰分别位于1020,1040eV附近,通过与体材料ZnO相比,确定为Zn²⁺的光电子发射,说明Zn是以共价键形式存在于CdSe纳米粒子的表面.透射电镜照片显示纳米粒子具有良好的单分散性,核-壳结构的发光纳米粒子直径较CdSe核的直径明显增加.     

金纳米棒状微粒的胶囊模型及吸收光谱

提出了金纳米棒状微粒的胶囊模型,用Waterman发展的T矩阵方法计算了金纳米棒状微粒的吸收光谱.计算谱和实验谱基本符合,520 nm左右处的吸收峰对应于金纳米棒的横向表面等离体子共振（横模）,长波长处的吸收峰对应于金纳米棒的纵向表面等离体子共振（纵模）.随着金纳米棒纵横比的增加,纵模吸收峰表现出显著的红移,横模吸收峰则微弱地蓝移.此外,计算结果表明,金纳米棒状微粒外部介质的介电常数必须随着金纳米棒纵横比的增大非线性地减小.     

Ligand Exchange on Gold Nanorods: Going Back to the Future

Ligand exchange on gold nanorods (NRs) is still too often dismissed or not given the importance it should deserve. The many applications of gold NRs, mainly in plasmonics, biological imaging, and sensing, are made possible by finely tuning not only the optical properties of the metallic core but also the tethered functional groups. Gold NRs are mainly synthesized by using CTAB as the morphology‐guiding surfactant, and an intimate relationship between the crystallographic facets of the rod and the CTAB bilayer exists. Because of this, it is imperative to fully understand the ligand exchange mechanisms that allow replacing CTAB with functional ligands, including the energetic contributions. Here, the major applications of gold NRs are briefly overviewed, and what is known about ligand exchange mechanisms is summarized, as well as why it is important to achieve complete removal of CTAB, including the techniques that are used to characterize the exchange reaction products. The concept of interface in gold NRs is briefly examined, and explained why the scientific community should focus more on understanding and characterizing it. Starting from the published literature, the reader is guided through the reasons why it is thought that ligand exchange on gold NRs is perhaps the next grand challenge in the nanoparticle field.     

一种重构高功率激光束波前的方法

介绍一种对“星光Ⅱ”１０＾１２Ｗ高功率激光器的波前相位进行重构测量的研究方法。实验中对高功率激光束经过孔阵列相位传感器在像纸上烧蚀成的光斑阵列进行图像处理,测定各光斑光强中心及相对位移,再由理论分析得到实用的迭代算法公式,重构出高功率激光束波前。     

Intensity-Dependent Optical Nonlinear Absorption and Refraction of Gold Nanorods

Au nanorods dispersed in aqueous solution were prepared with the electrochemical method. The absorption spectrum shows two absorption peaks corresponding to the perpendicular and transverse surface plasma resonance absorption of the nanorods. The third-order optical nonlinear properties are investigated by Z-scans. The signs of the nonlinear absorption coemcient and refractive index are reversed as the intensity of incident laser increases, which is due to the shape change of the gold nanoparticles melted by the intense laser pulses.     

A Novel Approach to Prepare CaCO3/Polyvinylpyrrolidone (PVP) Composite Nanofibers

A new route to prepare CaCO₃ nanoparticles/polyvinylpyrrolidone (PVP) nanofibers is reported. An aqueous solution of K₂CO₃ was added to a solution of CaCl₂/PVP, resulting in in-situ preparation of CaCO₃ nanoparticles. Then composite nanofibers containing CaCO₃ nanoparticles were successfully prepared by electrospinning. The morphology of the resulting composite nanofibers was characterized by field-emission scanning electron microscopy. In addition, the products were characterized by thermogravimetry analysis and Fourier transform infrared spectra.