金納米殼的制備及其在表面增強拉曼(SERS)和抗氧化評價方面的潛在應用.pdf

1、拉曼光譜分析法是對與入射光頻率不同的散射光譜進行分析以得到分子振動、轉動方面信息，并應用于分子結構研究的一種分析方法。但是該方法由于散射信號過弱，剛開始并沒有得到很廣泛的應用，直到20世紀70年代的表面增強拉曼(SERS)效應的發(fā)現(xiàn)?，F(xiàn)在，通過SERS活性基底的作用，拉曼散射的靈敏度已經(jīng)達到了單分子水平。目前大部分SERS活性基底都是通過改變金銀顆粒的表面的粗糙程度來制得的，這些方法包括化學腐蝕法(Chemical Etching)、印

2、記法(Lithograph)、沉積法等等。由于拉曼散射本身具有很強的特異性，再加上表面增強作用后，SERS已經(jīng)被很多領域所應用，包括安檢，食品安全的監(jiān)控，臨床診斷，痕量分析，理化反應的監(jiān)控等。
　　 金納米殼(GNSs)作為一種新型的納米復合材料，是以SiO2為核，然后在SiO2表面包裹一層Au殼。這種納米材料具有諸多特性，如線性光學特性、紅外消光特性、電磁增強效應，光熱轉化特性、聲學特性、發(fā)光特性、空腔吸收特性和電子動力學特性

3、等，已經(jīng)成為基礎研究中的一個熱點。在眾多特性中，除了可調的等離激元共振等優(yōu)異的光學特性外，它還具有很強的電磁增強效應，是一種潛在SERS活性基底。GNSs在材料學、微電子學、生物醫(yī)學、分子成像以及疾病的診斷治療方面有廣泛的應用前景。
　　 本文采用種子介導生長法，利用H2O2作還原劑介導金納米殼的形成，研究該生長過程中金納米殼的表面結構及光學性質與其SERS活性的關系，并利用該過程中其SERS活性的改變作為探針，發(fā)展一種新型的評

4、價抗氧化能力方法。
　　 具體工作如下：
　　 1.金納米殼前體復合物--二氧化硅/金殼納米復合顆粒(SiO2/GNPs)的制備以及利用H2O2介導SiO2/GNPs的生長，制備出不同生長情況的金納米殼。本課題中SiO2/GNPs是由粒徑在3～5 nm的金納米顆粒(GNPs)吸附子粒徑約110nm的SiO2表面形成的。H2O2可以作為還原劑還原HAuCl4，還原出來的金選擇性的吸附于SiO2/GNPs表面的GNPs上，使

5、之長大融合成完整的金殼。并通過紫外-可見-近紅外分光光度計(UV-Vis-NIR)、透射電鏡(TEM)和掃描電鏡(SEM)對SiO2/GNPs和金殼的光學性質(如表面等離激元共振吸收峰，LSPR)及表面形貌進行了表征。
　　 2.研究GNSs在生長過程中其表面增強拉曼(SERS)活性的改變。隨著被H2O2還原的金在SiO2/GNPs表面的堆積，GNPs之間的間隙會越來越小，直至融合。在這個過程中，其LSPR和表面紋理情況都發(fā)生了

6、變化，而這些變化又進一步影響到金殼所產(chǎn)生的“熱點”的數(shù)目，即金殼的SERS增強活性。本工作對這個變化的趨勢以及機理進行探討。
　　 3.以SiO2/GNPs作為SERS探針，創(chuàng)新性的利用GNSs在生長過程中SERS活性的改變?yōu)閭鞲行盘杹頇z測H2O2濃度以及幾種抗氧劑的H2O2清除能力。當H2O2濃度不超過某個限度時(小于250μM)，GNSs的SERS活性隨著所用H2O2濃度增加而增加，因此可以通過檢測GNSs的SERS活性來定