金银纳米笼的制备及其SERS特性研究

论文总字数：22263字

摘 要

本文的重点是制备出尺寸均一，特异性良好的金纳米笼，并制备出基于金纳米笼的微凝胶纳米药物载体，Nipam与壳聚糖包裹的Au@PNipam-CS，研究其SERS与药物释放特性。

在纳米技术快速发展的今天，纳米材料已经广泛应用于生产生活的各个方面。得益于纳米技术的发展，金银等贵金属的SERS特性研究和应用也获得了更多的关注。研究表明，金银纳米材料优异的SERS特性源于其粗糙多样的表面形状和颗粒尺寸。所以，合理尺寸和形状的纳米颗粒的制备在本课题的研究中显得尤为重要。本文采用了一种以CF3COOAg作为银种子制备边缘长度为30至70纳米的银纳米立方体的方案。该方案中，所使用的CF3COOAg与硝酸银相比，反应更稳定且易于控制，银纳米粒子的数量和质量也大大提高。金纳米笼的制备方案是以银纳米立方体为模板的置换反应来制备中空的金纳米笼，使用不同的金前驱物可以得到不同形状的金纳米笼。然后，尝试用凝胶包裹金纳米笼进行载药和释药实验，该方案来源于纳米材料在医学上的肿瘤治疗方面，进行的定点药物释放技术，本实验探索了温度、pH等基本因素对药物释放速率的影响。

最后，根据所载药物的荧光特性，可以研究药物释放的快慢并进行对比；根据药物吸附在金纳米笼上时的SERS特性，也可探索药物释放速率的快慢对比。

关键词：银纳米立方体、金纳米笼、SERS、载药凝胶、药物释放、荧光特性

Preparation of Gold and Silver Nanoparticles and Their SERS Characteristics Study

Abstract

This article focuses on the preparation of a uniform size, good specificity gold nano-cage, and the nano-cage prepared microgel based gold nano drug carriers, Nipam chitosan wrapped Au @ PNipam-CS, to study its drug release characteristics of SERS .

In today's rapid development of nanotechnology, nano-materials have been widely used in all aspects of production and life. Thanks to the development of nanotechnology, gold and silver and other precious metals research and application of SERS characteristics are also able to break through the bottleneck, check it out. Studies have shown that gold and silver nanomaterials excellent SERS properties comes from its shape and the rough surface of a variety of particle sizes. Therefore, the preparation of a reasonable size and shape of the nanoparticles in the study of this subject is particularly important. In this paper, a silver seed preparation as CF3COOAg edge length of silver nanoparticles 30-70 nm cube program. The program, used CF3COOAg compared with silver nitrate, the reaction is more stable and easy to control the quality and quantity of silver nanoparticles is also greatly improved. Preparation scheme is based on gold cage silver displacement reaction as a template nanocube prepared hollow gold cage, with a different metal precursors can be of different shapes of gold cage. Then, try to gel were wrapped in gold cage and drug loading release experiment, the program comes from the cancer treatment of nanomaterials in medicine, fixed drug release technologies, this experiment explores the temperature, pH and other basic elements of rate of drug release.

Finally, the fluorescence properties of the medicines contained in the speed of drug release can be studied and compared; according to SERS characteristics of the drug when adsorbed on a gold cage, but also to explore the comparative speed of drug release rate.

KEY WORDS: Silver nanocube, gold nanocage, SERS, drug loading gels, drug delivery, fluorescence characteristics

目 录

摘要 ……………………………………………………………………………………Ⅰ

Abstract ……………………………………………………………………………Ⅱ

1. 绪论 ………………………………………………………………………1

1.1 引言 ………………………………………………………………………1

1.2 金银纳米材料的发展及应用 ……………………………………………1

1.2.1 纳米材料的发展及应用 ………………………………………1

1.2.2 金属纳米材料的发展及应用 ………………………………………2

1.3 金银纳米笼的性质及制备方法 …………………………………………2

1.3.1 银纳米立方体的制备及性质探索 ………………………………2

1.3.2 金纳米笼的制备及性质探索 ……………………………………3

1.4 金银纳米笼的SERS的发展和应用 ………………………………………3

1.4.1 SERS的发展历史和应用现状 ………………………………3

1.4.2 金银纳米笼的SERS的发展和应用 ………………………………4

1.4.3 SERS光谱特点 ………………………………………4

1.5 金纳米笼凝胶颗粒的载药释药理论探索 ………………………………5

1. 试验设备及试验方法 ……………………………………………………6

2.1 银纳米立方体的制备及其表征 …………………………………………6

2.1.1 银纳米立方体的制备 …………………………………………6

2.1.2 银纳米立方体的表征 ……………………………………………6

2.2 金纳米笼的制备及其表 ……………………………………………7

2.2.1 金纳米笼的制备 ……………………………………………7

2.2.2 金纳米笼的表征 ……………………………………………8

2.3 金银纳米粒子的SERS特性介绍 ………………………………………9

2.4 金纳米笼载药凝胶颗粒的制备 ………………………………………9

2.4.1 第一种制备方法 ………………………………………9

2.4.2 第二种制备方法 ………………………………………9

2.5 金纳米笼载药凝胶的载药和释药实验 ……………………………………10

2.5.1 载药实验 ……………………………………………10

2.5.2 不同pH条件下金纳米笼释药对比 ……………………………10

2.5.3 不同温度条件下金纳米笼释药对比 ……………………………11

2.5.4 不同光照条件下金纳米笼释药对比 …………………………12

2.5.5 理论分析 ………………………………………………13

2.6 利用SERS效应检测药物释放的快慢 ………………………………13

2.6.1 实验原理及流程 ………………………………………………13

2.6.2 结果分析 ………………………………………………13

结论 …………………………………………………………………………………15

致谢 …………………………………………………………………………………16

参考文献（References） ……………………………………………………………17

1. 绪 论

1.1 引言

纳米材料的兴起可以说在材料界引发了又一次的工业革命。因为其纳米级的尺寸，引发了一系列特殊又优异的性质，目前已经得到了越来越广泛的研究。在形形色色的纳米材料中，金银纳米材料由于其相对简单的制备方法以及某些特殊的效应（表面等离子激元共振、面增强拉曼散射等）等脱颖而出，在物质检测、生物医学等方面都有活跃的表现。本文重点讨论银纳米立方体和金纳米笼的制备方法、微观性质、一般应用以及今后的发展前景。这两种纳米材料相对于其它种类，具有特别突出的性质，一是表面等离子激元共振特性，该性质可应用于微观纳米尺寸上的信息的传送和分析处理；二是表面增强拉曼散射效应，该性质一般用于生物分子检测和光谱测量方面。本文重点讨论的便是金和银这两种纳米材料的表面增强拉曼散射效应，以及由其引发的一些特殊性质和应用。

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