《可控金屬納米籠狀結構的LSPR與電化學感測研究》是依託蘇州大學，由狄俊偉擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：可控金屬納米籠狀結構的LSPR與電化學感測研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：狄俊偉
- 依託單位：蘇州大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
貴金屬納米材料的性質受到其形貌、尺寸和表面組成的強烈影響,同時納米材料的器件化要求其固定於固體基底，對其形貌可控制備及其相應的性質和套用研究對於納米材料的基礎理論研究及其實際套用都具有十分重要的意義。本項目以透明導電玻璃（ITO）為基底，採用電沉積法直接在ITO表面製備銀納米粒子，然後運用置換反應可控制備穩定和清潔的中空多孔金屬納米籠（MNCs）結構，有利於MNCs的表面修飾及功能化；通過對金納米籠（AuNCs）結構的大小和壁厚等進行調控會引起其局域表面電漿共振（LSPR）波長的極大紅移至近紅外波段，極大提高LSPR感測膜的靈敏度，構建高靈敏LSPR生物感測器和無標記免疫感測器，拓寬LSPR感測器的套用範圍；研究金和金鉑雙金屬納米籠結構的電催化性能，提高金屬納米結構材料的催化活性；研究調控AuNCs結構的中空大小和多孔孔徑等對固定化酶的影響，提高生物電化學感測器的靈敏度和穩定性。
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結題摘要
金和銀納米材料具有優異的光學和電化學性能，廣泛套用於催化，感測和表面增強拉曼光譜等領域。金屬納米粒子的性質受其組成、形狀、大小和周圍介質的強烈影響。在本項目中，我們採用電化學沉積、galvanic 置換反應和晶種生長法等技術可控地在透明氧化銦錫導電玻璃表面製備了中空金納米粒子和金銀核殼結構納米粒子等，利用紫外-可見光譜、掃描電鏡（SEM）、透射電鏡（TEM）、原子力顯微鏡（AFM）、X射線衍射分析（XRD）、能量色散X射線光譜（EDX）和電化學方法進行了表征，系統地研究了金屬納米粒子的局域表面等離子共振（LSPR）光譜的性質，結果表明：中空金納米粒子的LSPR峰紅移至近紅外區~800 nm，其LSPR感測靈敏度達到277nm/RIU；超薄金殼銀核納米粒子既具有銀納米核的性質(如吸光度較大，峰形尖銳，靈敏度較高)，又具有金殼的性質(性質穩定，與生物分子親和性較好)，集合了金和銀兩種納米材料的優點，當LSPR峰位在~500 nm時，其核殼結構作為LSPR感測膜的靈敏度也可達到~220nm/RIU，是另一種有潛在套用價值的LSPR感測膜；利用生物素-鏈霉親和素、抗原-抗體的特異性結合體系對上述兩種納米結構感測單元進行了驗證，可用於構建LSPR生物感測器，據此製備了無標記免疫沙丁胺醇LSPR感測器，實現了對小分子化合物的無標記免疫分析；開發了高靈敏的無試劑汞LSPR感測器，LSPR峰位藍移可用分光光度計測定，測定汞的線性範圍為0.05-500ppb，檢測限0.02ppb，可用於飲用水中汞的直接測定而無需預處理，在現場快速檢測中有很好的套用前景。另一方面，我們還研究了金屬納米材料的電催化作用和電化學生物感測器，在ITO電極表面製備了金核－硫化鋅殼的複合納米粒子，並固定化葡萄糖氧化酶，金和硫化鋅具有協同效應，酶電極對測定葡萄糖的靈敏度要優於單獨使用兩種納米粒子的電極，甚至要好於它們的加和效果，為製備生物電化學感測器提供了另一種新的途徑。
