玻璃基底上不规则银纳米结构的生长及其光学性质的研究

以经过硅烷化后玻璃片为基底,之后吸附金纳米种子,采用柠檬酸钠为还原剂,在荧光灯照射条件下还原硝酸银,制备出基底表面具有银纳米粒子聚集结构的材料。采用透射电镜、扫描电镜和紫外可见分光光度计对产物的形貌和性质进行了表征,并考察银纳米粒子的形貌对其薄膜基底SERS活性的影响。结果表明：随着光照时间增加至16 h,金种子长大为平均粒径110 nm的不规则状多晶银纳米粒子,且出现双层粒子堆积。基底上纳米粒子的吸收光谱上出现了由银粒子的表面等离子体激元偶极子耦合引发的强烈吸收峰：随着光照时间的变化,耦合峰在600～813 nm波段内移动。光照时间为12 h后得到的SERS活性基底具有最强的SERS信号。     

玻璃基底上不规则银纳米结构的生长及其光学性质的研究

以经过硅烷化后玻璃片为基底，之后吸附金纳米种子，采用柠檬酸钠为还原剂，在荧光灯照射条件下还原硝酸银，制备出基底表面具有银纳米粒子聚集结构的材料。采用透射电镜、扫描电镜和紫外可见分光光度计对产物的形貌和性质进行了表征，并考察银纳米粒子的形貌对其薄膜基底SERS活性的影响。结果表明：随着光照时间增加至16 h，金种子长大为平均粒径110 nm的不规则状多晶银纳米粒子，且出现双层粒子堆积。基底上纳米粒子的吸收光谱上出现了由银粒子的表面等离子体激元偶极子耦合引发的强烈吸收峰：随着光照时间的变化，耦合峰在600～813 nm波段内移动。光照时间为12 h后得到的SERS活性基底具有最强的SERS信号。     

纳米银粒子的发光特性研究

研究了不同粒径和表面修饰的纳米银粒子的发光特性。研究结果表明,在不同波长光激发下,纳米银粒子在362 nm附近出现较强的发射峰,592和725 nm附近出现较弱的发射峰。随着激发光波长增加,发射峰强度下降,362 nm附近的发射峰红移。纳米银颗粒对210 nm的激发光最为敏感。发射峰波长与纳米银粒子表面修饰状态和颗粒尺寸关系不大,只是随着颗粒尺寸的减小,发射峰强度下降。随着狭缝宽度的减小,发射峰强度下降。随着纳米银胶浓度减少,发射峰逐渐聚拢合并为426 nm的单峰,且发射峰的强度先增强后逐渐下降。通过纳米银粒子表面光电子的吸收-再发射和表面能级杂化探讨了纳米银粒子的发光机理。     

金纳米粒子掺杂DNA-CTMA-DPFP薄膜的表面增强拉曼散射特性

采用柠檬酸三钠还原氯金酸和离子交换法制备金纳米粒子掺杂DNA-CTMA材料,利用钯催化反应合成9,9-二乙基-2,7-二-(4-吡啶)芴荧光染料(DPFP),将DPFP与DNA-CTMA混合后,旋凃制备金纳米粒子掺杂的DNA-CTMA-DPFP薄膜样品。通过吸收光谱、荧光光谱和拉曼光谱的测量,研究了薄膜样品的光学特性和表面增强拉曼散射(SERS)特性。实验结果表明,薄膜样品在300～360 nm的吸收主要来自DPFP,在500～700 nm的吸收来自样品中金纳米粒子的局域表面等离子共振;样品在370,386,408 nm处的荧光峰分别对应DPFP的S₁₀-S₀₀、S₁₀-S₀₁和S₁₀-S₀₂能级的电子振动跃迁;在785 nm激光激发下,薄膜样品的拉曼散射主要来自DPFP分子,随着金纳米粒子掺杂比的增大,DPFP分子的拉曼散射峰强度逐渐增强。因此,金纳米粒子掺杂DNA-CTMA薄膜适合作为多种染料分子的SERS基底。     

苯硫酚吸附在新型Ag-Au合金纳米粒子上的表面增强拉曼光谱研究

以柠檬酸钠同时还原制备的Ag-Au合金纳米粒子为种子,用盐酸羟胺进一步使其生长得到粒径为40～60 nm的新型Ag-Au合金纳米粒子,采用UV-Vis光谱和TEM对纳米种子和再生长后的纳米粒子分别进行表征。两种粒子的UV-Vis光谱均只观察到一个等离子体共振峰,其频率随金的摩尔分数(x_Au)增加而红移,且TEM图像表明这两种粒子的颜色均一,因此判断这两种粒子均为合金结构。以苯硫酚为探针分子,研究了该新型合金纳米粒子的表面增强拉曼光谱(SERS),结果表明吸附了苯硫酚的合金纳米粒子的紫外最大吸收峰红移,并在近红外区出现聚集体的吸收峰。在632.8 nm波长激发下,由于表面等离子体共振效应Au上的SERS信号最强,而合金纳米粒子上的SERS信号随x_Au增大而增强。     

介孔SiO2纳米棒的制备及其表面锚接金纳米粒子

 以正硅酸乙酯为硅源,十六烷基三甲基溴化铵为模板剂,聚乙二醇为分散剂,采用溶胶-凝胶法制备出SiO₂纳米粒子,应用透射电镜、扫描电镜、X射线衍射仪、红外光谱仪和X射线能谱仪研究了粒子的性能。结果表明：所得产物是具有周期性规则介孔的棒状粒子,长径比随着硅源、模板剂和分散剂浓度的降低而减小;向反应体系中引入乙醇,随着乙醇与水的体积比例的增加,粒子由棒状向球状转变,进而形成不规则絮状凝聚体。用硅烷化技术对SiO₂纳米棒表面进行修饰后吸附平均粒径3.7 nm的金种子,再用多轮生长法使种子长大,经过30轮生长,种子平均粒径增大至59 nm,得到了SiO₂-Au复合纳米体系。透射电镜和紫外-可见分光光度计分析结果表明：金纳米粒子锚接在SiO₂纳米棒表面的某些点位,呈分散分布;复合体系表现出强烈的金的表面等离子体共振吸收峰,该峰随着金粒子的粒径增大,在500~700 nm波段内红移。     

两种纳米粒子的自组装及表面增强拉曼光谱研究

在氨基硅烷化的单晶硅片表面通过静电自组装技术组装上金和金核铂壳两种纳米粒子,通过改变基底浸泡在溶胶中的时间控制基底上纳米粒子的密度。用扫描电子显微镜(SEM)对基底表面上的形貌进行表征,结果表明纳米粒子呈亚单层二维阵列分布。以吡啶(Py)为探针分子,用波长为632.8 nm的激发光作为激发光源,研究纯金和金铂复合基底上的表面增强拉曼光谱(SERS)行为。数据显示在金纳米粒子之间引入金核铂壳纳米粒子后,Py的两个特征峰的频率没有明显变化,但谱峰的强度却变弱了,其SERS信号衰减最大可至原来的24%。这是由于引入的铂的d态电子使金的等离子体激发猝灭,从而破坏了电磁场增强,使金的SERS信号衰减。     

藻蓝蛋白原位还原Ag(Ⅰ)与纳米Ag(0)形成动态过程的谱学研究

在4℃避光条件下,将藻蓝蛋白(简称PC)与AgNO3作用,通过UV,FS,FTIR等谱学方法研究了PC与Ag(工)原位还原与纳米Ag(0)粒子形成的动态过程.结果显示:PC在615 nm的特征吸收峰强度明显减弱,并随Ag(Ⅰ)浓度增加和时间延长单调降低;PC的荧光发射峰和荧光激发峰也均呈现衰减趋势.同步荧光光谱观察到纳米Ag(0)粒子形成的动态过程.用TEM观察到所形成的Ag(0)分散于PC表面,形成PC为核,纳米银为壳部分包覆的生物缀合物,粒子呈球形,有较窄的分布尺寸,粒径在15～30 nm之间.     

藻蓝蛋白原位还原Ag（Ⅰ）与纳米Ag（O）形成动态过程的谱学研究

在4℃避光条件下，将藻蓝蛋白（简称PC）与AgNO3作用，通过UV，FS，FTIR等谱学方法研究了PC与Ag（Ⅰ）原位还原与纳米Ag（0）粒子形成的动态过程。结果显示：PC在615nm的特征吸收峰强度明显减弱，并随Ag（Ⅰ）浓度增加和时间延长单调降低；PC的荧光发射峰和荧光激发峰也均呈现衰减趋势。同步荧光光谱观察到纳米Ag（0）粒子形成的动态过程。用TEM观察到所形成的Ag（0）分散于PC表面，形成PC为核，纳米银为壳部分包覆的生物缀合物，粒子呈球形，有较窄的分布尺寸，粒径在15～30nm之间。     

表面增强拉曼光谱快速检测尿液中的尿酸

表面增强拉曼光谱是一种表面灵敏度极高的“指纹”光谱技术,检测限可达单分子级别。它可以实现痕量物质的特异性识别及快速、无损检测,广泛应用于生命科学、电化学、环境安全等领域以及人们的日常生活中。通过种子生长法成功地实现了形貌均匀、尺寸可调的球形金纳米粒子的制备,并以此作为增强基底进一步探索其粒径对尿酸拉曼谱峰强度的影响。结果表明,金纳米粒子的尺寸显著影响其拉曼增强能力。在研究范围内,随着金纳米粒子尺寸的增加,其拉曼增强能力逐渐增加。在激光波长为638 nm时,150 nm的金纳米粒子具有最优的拉曼增强能力。这使得它们可适用于尿酸溶液的快速高灵敏度分析,检测限可达0.01 mmol·L-1。进一步的研究还表明,该方法可用于痕量尿酸的定量检测。在0.01～0.5 mmol·L-1范围内,尿酸的浓度与其特征拉曼峰640 cm-1处的峰强度之间呈线性关系,线性相关系数达0.98。将该方法用于真实样品(正常人体尿液)的快速检测,发现该方法不受尿液中其他成分的干扰,可以实现人体尿液中尿酸含量的快速测定。研究结果表明,以金纳米粒子作为基底的表面增强拉曼光谱方法可方便、快速地对尿液中尿酸的含量进行分析,极大地拓展了表面增强拉曼光谱在临床上的应用与研究。     

Using gold colloid nanoparticles to modulate the surface enhanced fluorescence of Rhodamine B

Enhanced fluorescence from Rhodamine B (RB) mixed with gold colloids has been observed under ultraviolet irradiation. Spectroscopic studies show that with the increasing gold colloids content, the fluorescence of RB at about 590 nm increases firstly and then decreases with slight red shift. These features observed in the experiment can be explained by the local electric field enhancement via surface plasmon resonance (SPR) of gold nanoparticles. Fluorescence enhancement is obtained when the emission frequency of RB lies within the bandwidth of local field enhancement from gold nanoparticles. Theoretical calculation results show that the local field band red shifts obviously with increase the thickness of dye shell which capped on gold particle, whereas the fluorescence band of RB is fixed around 590 nm. Therefore, the red shift and non-monotonic change of fluorescence intensity from RB is attributed to the dye shell dependent red shift of local field band of gold particles.     

金纳米粒子自组装薄膜的光谱学研究

采用柠檬酸钠还原氯金酸制备了金胶体，通过静电自组装制备了金纳米粒子薄膜，利用紫外-可见光吸收光谱等对金纳米粒子薄膜进行了光谱学研究，紫外-可见光吸收光谱表明所制备的金溶胶为单分散体系，根据自组装薄膜的X-射线衍射谱，由谢乐公式估算金纳米粒子的粒径约为21nm；X-射线光电子能谱显示氯金酸的还原反应比较完全，金主要以Au^0的价态存在，金胶体粒子通过静电吸引机制组装到PDDA改性的衬底表面；紫外-可见光吸收光谱和表面增强拉曼光谱显示，由于粒子间的电磁耦合，自组装金纳米粒子薄膜表现出协同等离子体共振吸收行为和表面增强拉曼散射效应。     

金纳米薄膜的荧光光谱特性

采用电化学方法制备了胶体盒纳米球状颗粒,并利用自组装方法在石英玻璃村底上镀制了金纳米薄膜。在室温下测得其紫外-可见吸收光谱和荧光发射光谱。在吸收光谱中观察到两个吸收峰,其中610nm、处的吸收峰来源于凝聚金纳米颗粒纵向的表面等离子体共振。在荧光发射光谱中也观察到与纵向表面等离子体共振有关的长波段的发射峰。增加激励光强度或增加薄膜中金粒子散密度都将导致新荧光发射峰的产生．这表明金纳米薄膜中存在循环多重散射,并由此引发了荧光发射峰数目和强度的变化。     

纳米银组装结构的表面增强荧光效应

采用表面自组装技术,在玻片表面构筑银纳米粒子二维组装结构.银纳米粒子组装结构的吸收光谱表明银粒子表面等离子体共振与粒子间电磁偶合密切相关,偶极子表面等离子体共振更为敏感而发生较大位移.在银纳米粒子组装结构上,荧光素分子的荧光得到极大增强,其表面增强效应强烈依赖于组装金属粒子的表面等离子体共振.     

硫醇衍生化的纳米金与癌胚抗原相互作用的光学分析

纳米金已在在药物靶向传输体系、疾病检测、分子识别、生物标签等领域有着广泛的应用,但是,由于纳米金的表面效应,大量的表面原子具有巨大剩余成键能力,使得纳米金粒子较容易团聚、沉聚,影响了其稳定性。为了实现对肿瘤靶标之一-癌胚抗原的痕量检测,需要制备出对癌胚抗原检测具有良好的增色效应与荧光增敏效应的纳米材料。该工作采用纳米金的硫醇衍生法制备了一种新型的硫醇衍生化的纳米金材料,并对此新型硫醇衍生化的纳米金材料的特性用透射电子显微镜,紫外-可见吸收光谱,荧光发射光谱和红外光谱等方法进行了研究。紫外-可见吸收光谱,荧光发射光谱的实验结果表明,在新的配体乙二硫醇存在下,有更多的电子从配体的轨道跃迁到与中心离子相关的轨道上,导致荧光增强。这种新型硫醇衍生化的纳米金与癌胚抗原作用时表现出增色效应与荧光增敏效应,而纳米金与癌胚抗原作用时看不到这种增色效应与荧光增敏效应。红外方法的研究结果表明,这种材料的蛋白增色机理为当硫醇衍生化纳米金与癌胚抗原蛋白作用时,体系中蛋白的—OH表现出更多的面外弯曲振动,有利于电子从硫醇衍生化纳米金配合物向蛋白转移而导致其增色和荧光增敏效应。因而这种新的硫醇衍生化纳米金材料比纳米金将具有更好的生物检测应用价值。     

Photocatalytic degradation of ciprofloxacin drug in water using ZnO nanoparticles

We report the synthesis of nanostructure ZnO semiconductor with ～2.1 nm diameter using a chemical precipitation method. The resulting nanoparticles were characterized by X-ray diffraction analysis (XRD), Fourier-transform infrared (FT-IR) spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM). The optical properties were investigated by UV–vis and fluorescence techniques. The absorption spectra exhibit a sharp absorption edge at ～334 nm corresponding to band gap of ～3.7 eV. The fluorescence spectra displayed a near-band-edge ultraviolet excitonic emission at ～410 nm and a green emission peak at ～525 nm, due to a transition of a photo-generated electron from the conduction band to a deeply trapped hole. The photocatalytic activity of the prepared ZnO nanoparticles has been investigated for the degradation of ciprofloxacin drug under UV light irradiation in aqueous solutions of different pH values. The results showed that the photocatalytic degradation process is effective at pH 7 and 10, but it is rather slow at pH 4. Higher degradation efficiency (～50%) of the drug was observed at pH 10 after 60 min. Photodegradation of the drug follows a pseudo-first-order kinetics.     

不同表面结构的金纳米粒子荧光性质.

"研究了具有不同表面结构的金纳米粒子：裸金纳米粒子、三苯基膦修饰的金纳米粒子、巯基丙酸表面取代的金纳米粒子的荧光性质,及其对CdSe纳米粒子的荧光猝灭作用．发现不同的金纳米粒子荧光信号受粒子表面一价金离子与配体分子之间相互作用的影响,其荧光强度对其表面分子具有强烈的敏感性;具有不同表面结构的金纳米粒子对CdSe纳米粒子的荧光猝灭作用不同,与其吸收光谱和CdSe纳米粒子发射光谱的重叠程度相关."