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《金纳米棒_合成_修饰_自组装_sers及生物医学应用_杨玉东》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、中国科学:化学2015年第45卷第6期:581~596《中国科学》杂志社SCIENTIASINICAChimicawww.scichina.comchem.scichina.comSCIENCECHINAPRESS评述金纳米棒:合成、修饰、自组装、SERS及生物医学应用*杨玉东,刘公召,徐菁华,杨林梅,李冬至沈阳工业大学理学院,沈阳110870*通讯作者,E-mail:songzx07@163.com收稿日期:2015-01-22;接受日期:2015-02-28;网络版发表日期:2015-04-29doi:10.1360/N032015-000
2、06摘要纳米颗粒作为信号感应单元在化学与生物传感应用中已引起广泛关注,这些功关键词能和金属纳米结构与光相互作用时产生的表面等离子体共振密切相关.表面增强拉曼散金纳米棒表面增强拉曼散射射(SERS),是指吸附在粗糙的金属纳米结构表面的被分析物,在光照射下其拉曼光谱获自组装得显著增强的异常表面光学现象,近年来.SERS技术已广泛用于物质检测和生物传感等研究,在生物医学领域表现出巨大的应用潜力并取得了令人瞩目的研究成果.本文阐述了金纳米棒的制备方法、表面修饰和共轭生物分子的方法.并从金纳米棒表面增强拉曼散射的角度系统阐述基于金纳米棒表面增强拉曼散射的
3、1D,2D,3D自组装,并介绍了近期金纳米棒表面增强拉曼散射在生物医学检测与成像中最具有代表性的应用研究.1引言震荡频率的变化,从而造成包括吸收和散射光学性质的改变.通常情况下,贵金属(金、银)内部与表面存在大表面增强拉曼散射(surface-enhancedRaman量自由电子,形成自由电子气团,即等离子体scattering,SERS)是使用特殊的衬底来增强待测样品(plasmon);而表面等离子体则特指存在于贵金属表的Raman光谱信号的一种方法.当分子接近或吸附面的自由电子气团.当入射光与贵金属纳米结构表在贵金属纳米材料表面时,其拉曼信
4、号能被放大多面自由电子气团的振动发生共振时就形成了表面等个数量级,可达到108倍,在热点(hotspots)区域,增[1]离子体共振(SPR).各向异性的金纳米棒(gold强因子甚至可以高达1014倍,甚至能够检测单个分子.nanorods,AuNRs)的纳米级尺度限制了电子的运动范对于SERS现象的解释主要有两种:电磁增强和化学围,使其只能在微粒表面进行震荡,因而称之为局域增强.一般认为电磁增强起主要作用,化学增强只有表面等离子共振现象(localizedsurfaceplasmon一到两个数量级的增幅.Lombardi和Birke[3]认为
5、信resonance,LSPR).LSPR宏观的表现就是在消光(吸收+号的增强至少有3种可能的来源:(1)由金属纳米材散射)光谱中会有峰的出现,这些峰都被称作LSPR料导带电子的集体激发引起的LSPR;(2)金属材料峰.研究发现,LSPR峰位主要依赖于纳米颗粒的尺表面吸附的分子与金属材料导带间的电荷转移;(3)寸、形状、颗粒成分、周围环境介电常数等因素的影激发波长与吸附分子的电子吸收相近时,两者发生[2]响.上述因素变化时,将引起表面自由电子密电子的共振可有效提高拉曼信号强度.杨玉东等:金纳米棒:合成、修饰、自组装、SERS及生物医学应用AuN
6、Rs由于末端极化电荷密度较大,极高的表了此前Murphy用的柠檬酸钠稳定的孪晶种子,重新面电场强度增强效应、极大的光学吸收、较大的散射改进了种子和加银量的配比.该方法显著减少了球[4,5]截面和优良的生物性能,其LSPR峰的强度是通形金纳米粒子的产生,又提高了金纳米棒的产率,制过形状、大小、颗粒的间距、环境介电常数、激发波备的金纳米棒的纵横比为2~5,LSPR峰接近850nm.长与LSPR吸收带等因素进行调控,可以获得显著电[17]2005年,Jana等率先报道了不使用预制的种磁增强的共振SERS信号.此外,“避雷针效应”可使子,在CTAB保护
7、剂的情况下,在银离子介导的体系金属纳米棒比金属纳米球能够产生至少一个数量级中引入了硼氢化钠,金纳米棒纵横比的控制是靠硼的强局域场.所以金纳米棒更适合作为拉曼增强的氢化钠的合成中使用的浓度而不是硝酸银的浓度.[6,7]衬底,被广泛地应用到光学SERS传感检测及成这就是所谓的银协助“无核”制备法.该合成法省略[8]像技术和方法中.了金种的制备步骤,大大简化了金纳米棒的制备工本文介绍了AuNRs的制备方法和表面修饰,并艺,但是由于该方法中所有的反应同时进行,反应过深入阐述AuNRs作为SERS衬底的1D,2D,3D自组程控制要复杂一些.目前大多数的制
8、备都采用这3种装方法和其在生物医学领域中的研究进展.方法,或者是在此基础上的改进方法.[18]2012年,Ye等在传统的晶种生长法的基础上,2金纳米棒
