采用布鲁斯特—希夫林合成法制备金纳米粒子相比较而言是更为可行的。首先它可以保证制备的纳米粒子稳定性好,不会发生无法逆转的凝集与分解;其次,存储方便,可以让金纳米粒子散在溶液中或变成粉末等长期存放;再次,便是可以大批量地生产金纳米粒子。它的不足之处在于经由这种方式制备的纳米粒子尺寸分散性普遍不是很高。
1.2 硫醇在纳米结构合成中的应用
利用硫醇包覆金纳米粒子的两相合成路线,可以通过不同的硫-金比来获得2~6 nm范围内各种核心尺寸的纳米粒子。该方法已被广泛应用于小颗粒的生产,例如,使用高硫-金比生产2 nm平均尺寸的金纳米粒子。两阶段的综合温度在-78 ℃至90 ℃之间,因此成为一种广泛使用的方法用来生产小尺寸分散度的2~3 nm的金纳米粒子。在低硫醇与金的比率下,较大尺寸的纳米颗粒也可以使用该方法形成,然而尺寸控制在单分散性方面受到限制。
用单分子层保护较小的预成型纳米粒子,可以使其具有良好的单分散性。考虑到钝化的分子壳和金属纳米晶体的核心性质,其尺寸的增长本质上是一种动态过程,且其平衡大小和形状受金原子聚集趋势和分子覆盖层稳定的影响。Buhro和他的同事们[23]在四辛基溴化铵存在的情况下,对硫醇覆盖的金纳米粒子的热活化过程进行了理论研究,从而对聚合成核和生长机制有了新的认识。通过对多晶粒子的观察、早期双模态的大小分布、S形体的生长动力学以及与粒子大小和分布的紧密相关的研究,越来越多的证据表明,聚集性增长在热活化中发挥了重要作用。
也有越来越多的报导展示了控制金纳米粒子粒径大小的各类方法。其中一个例子涉及到通过控制粒子大小和内部结晶度,来操纵由烷烃硫醇覆盖的金纳米颗粒的生长机制,这表明小的和单一领域的粒子有利于大多数纳米晶体的产生,这些纳米晶体是巨大的二十面体纳米粒子[24]。配体链长度在决定尺寸上起着重要的作用,就像胺封金纳米颗粒显示的那样,颗粒的大小随着链长度的增加而减小。在尺寸不停转变的过程中,反应耗费时间和反应时的温度也被认为是控制尺寸大小的要素。例如,当一个多分散金纳米粒子系统在4-叔丁基甲苯与十六烷基硫醇在不同温度下加热时,不同温度制备的金纳米粒子粒径有明显差别。理解这些不同的影响纳米粒子粒径大小的因素,这对于我们探索金属纳米粒子的电子的特有属性是有必要的。
我们对在尺寸增长过程中表面吸附的作用以及在溶液中硫醇的浓度进行了研究,并有了新的发现。
1.3 金纳米粒子的表面等离子共振特性
表面等离子共振特性被发现源于科研工作者伍德的一次光学实验,但他当时只是对其做了简要的实验记录,没有做深入研究。时间推移到1941年,表面等离子共振现象才被一位名叫菲诺的科学家真正诠释了,但并没有引起广泛关注。之后的30年间,表面等离子共振技术没有获得实质的发展,也没有人将这项技术应用到实际生活中。直到七十年代处,克雷奇曼利用表面等离子共振技术进行了实验,这是这项发现的初次应用。他研究出了一种传感器,这种传感器内部运用到了共振特性技术。又过了十几年,莱德伯格开始将这项技术应用到了医学上,在测定IgG与其抗原的反应时,他利用了表面等离子共振特性。1987年,诺尔等人开始研究表面等离子共振的成像。到了九十年代初,有家名叫Biacore AB的公司创新性地开发生产出了第一台商品化的表面等离子共振仪器,从那时起表面等离子共振技术就真正受到了重视。在医疗检测、食品检测、环境监测、毒品检测等各个领域,表面等离子共振被非常广泛地应用 [25] 。尤其是医疗方面,有一个非常重要用途是作细胞和生物成像中的显影剂。之前运用的传统显影剂诸如孔雀石绿(C23H25N2Cl)和罗丹明6G(C28H31N2O3Cl)等含有较大的毒性,长期接触会增大患癌的风险。而胶体金纳米粒子由于其潜在的非细胞毒性,易于免疫靶向以及不易发生光漂白等优点而成为显影剂的重要替代物。目前,与抗体缀合的金纳米颗粒已被广泛用于生物标记和电子显微镜染色。我们知道,金纳米粒子在光学频率下的强烈增强的表面等离子体共振使得它们成为优异的可见光散射体和吸收体。纳米粒子作为生物医学成像对比剂和治疗剂的有效性取决于它们的光学性质。通过改变金纳米粒子的尺寸和形状可以很容易地改变金纳米粒子的光学特性。这也是为什么要研究各种不同尺寸粒径的金纳米粒子的要素之一。 表面覆盖剂用于可控合成纳米粒子的研究(5):http://www.chuibin.com/huaxue/lunwen_205858.html