金银核壳纳米材料的制备及传感应用研究

来源 :东北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaosongshu2009
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贵金属纳米材料,由于它们的局域表面等离子体共振(LSPR)的光学特性可进行调谐而受到大家的关注。相比于同种成分的贵金属纳米材料,双金属核壳纳米粒子可以通过改变致密度、壳层厚度、种类等方式使其拥有卓越的物理(如磁学,电学,光学,热学等)以及化学特性。同时由于金属之间的协同作用,双金属纳米材料会极大地提高表面电磁场强度。优异的稳定性是金纳米粒子(Au NPs)的显著特点,而银纳米粒子(Ag NPs)具有较高的消光系数,校准曲线斜率大,灵敏度高,但Ag NPs稳定性较差容易发生聚集。现结合二者的特点,制备了金银核-壳纳米粒子(Au@Ag core-shell NPs)。可通过改变壳层厚度来改变等离子体共振吸收峰,且材料具有优越的表面增强拉曼性能,可广泛应用于生物传感等研究领域。本文主要基于金银核壳纳米粒子作为光学探针实现对葡萄糖以及生物硫醇(谷胱甘肽)的比色-拉曼传感检测:(1)利用连续还原法制备了金银核壳纳米粒子(Au@Ag core-shell NPs)。由于过氧化氢(H2O2)具有氧化性,将Au@Ag core-shell NPs中的壳层Ag0氧化为Ag+。而在存在生物硫醇(谷胱甘肽)的情况下,由H2O2引起的氧化腐蚀减缓,使得银的吸收峰下降缓慢。银壳层厚度的改变会引起材料等离子体共振吸收峰位置及强度的改变,进而引起溶液颜色及表面增强拉曼散射强度(SERS)的改变。基于谷胱甘肽这一抗蚀刻性能,利用比色-拉曼法进一步灵敏检测谷胱甘肽。(2)基于制备的Au@Ag core-shell NPs构建了比色-拉曼传感器,对葡萄糖浓度及实际样品中葡萄糖浓度进行测试。葡萄糖在特定氧化酶的催化氧化下生成H2O2和葡萄糖酸,H2O2对Ag0进行消融刻蚀,使得Au@Ag core-shell NPs局域表面等离子体共振强度及表面增强拉曼强度降低。用肉眼可以观察到溶液颜色变化,无需任何显色剂及其他精密仪器。比色-拉曼检测方法的检测限分别为300nM和20 nM。同时该方法也成功用于人体血清样品中葡萄糖含量的检测,有望广泛应用于实际生活及医学方面。
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