电荷转移在许多化学和生物反应中具有举足轻重的地位，在分子电子学领域也备受关注。在生物学方面，关于氧化还原蛋白与电极表面间的直接电子转移也得到了广泛的研究，对蛋白质或者电极的修饰可以提高金属蛋白的电化学信号。金属纳米粒子由于其具有独特的化学、物理以及电学性能，使其在简单的界面电子转移和生物电化学反应中具有优异的电催化能力。通常，纳米粒子由联结分子通过共价键合、静电力或者氢键作用等将蛋白质的氧化还原中心和电极表面连接起来。由纳米粒子修饰的电极，尽管氧化还原中心与电极之间的间距有所增加，但能明显提高界面的电子转移速率。此外，大量文献报导，纳米粒子的存在可以消除联结分子自组装层对电子传递的阻抗作用，因此观察到与裸电极相似的有效电子转移。弄清楚纳米粒子的电子转移的增强机理，对基础和应用研究都有重要的意义。　　 为了更深入的理解纳米粒子在电子转移方面的显著作用，我们将TOAB保护的Pt，Pd、Au和Ag纳米粒子锚定在修饰电极的1,8双巯基硫醇分子上，通过改变纳米粒子的种类来影响氧化还原电对和基底电极间的电子耦合，以期引起电子转移速率相应的改变。本论文工作将对纳米粒子增强生物分子例如细胞色素C等界面电子转移的机理进行考查。　　 研究的主要内容和结论如下：　　 1．在没有硫醇的情况下运用有机相合成法合成由TOABr保护的Au、Pd、Ag和Pt纳米粒子。TEM分析说明这四种纳米粒子基本上呈单分散较好的球形，而且可以通过调节NaBH4的量以及保护剂/金属离子间的比例将纳米粒子的尺寸控制在3-14nm的范围。此外，还合成了由MPA和TA保护的Pd和Pt纳米粒子，并通过TEM加以表征。　　 2．通过浸泡相应的纳米粒子的胶体溶液，成功的将TOAB保护的Pt，Pd,Au和Ag纳米粒子锚定在1，8-双巯基硫醇修饰的电极表面。XPS结果显示1，8-双巯基硫醇以一端巯基与Au电极相连，另一端远离电极表面的方式在Au电极表面形成单分子层。AFM和STM的图像证实这四种金属的纳米粒子在硫醇修饰的电极表面大量紧密排列，而且没有团聚现象，由于TOAB易于吸附在电极表面，使得由其保护的纳米粒子在较短的时间便能锚定电极上。H2S04溶液中的循环伏安结果证实了纳米粒子成功修饰在了电极表面。　　 3．以Ru(NH3)6+2/3为探针分子的CV结果验证了电子在锚定的金属纳米粒子的和基底电极之间的有效传递作用。以Ag/AgC1为参比电极，与裸金电极的E0值-0.128V相比，锚定Pt和Pd纳米粒子的电极E0值相应为-0.161V和-0.165V，而此变化在能量上是不利于反应进行的，这说明通过联结分子将纳米粒子化学附着到基底电极上的方式，对纳米粒子增强电子转移起着重要的作用。Pt和Pd纳米粒子增加了氧化还原物种和基底电极之间的电子耦合，从而显现类似裸金电极的有效的电子转移。不同纳米粒子修饰后电极的电子转移按Ag＞Au＞Pd＞Pt的顺序减弱。与Pd、Pt纳米粒子比较Ag和Au纳米粒子有较高的电子速率常数，这可以通过Ag和Au与基底电极之间较强的电耦合以及由于Ag和Au具有较大的电子溢出效应而产生良好的导电性两方面加以解释。如欲进一步验证以上实验结论，还需要改变基底电极的种类如Pt、Ag等，以及替换不同末端官能团的的SAM层分子。