哑铃状纳米金的合成及其光吸收效应的研究-中国科学院上海应用物理.PDF

第 36 卷 第 6 期 核 技 术 Vol. 36, No.6 2013 年 6 月 NUCLEAR TECHNIQUES June 2013 哑铃状纳米金的合成及其光吸收效应的研究 沈建磊 徐 艳 李 昆 宋世平 樊春海 （中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区 上海 201800 ） 摘要 通过在 DNA 组装的纳米金棒上实现金的再生长，我们合成了一种哑铃状的复合金纳米结构。通过紫外- 可见吸收发现，该结构在较小的尺寸下，表现出良好的近红外吸收特性，这为进行深层组织光热治疗提供了 一种良好的载体。另外，通过改变还原剂与氯金酸的比率及还原剂的种类，可以得到金棒两端生长“刺状突 起”和“海胆状”金纳米结构。由于这两种结构具有较大的比表面使其在表面增强拉曼和金属催化等方面具 有潜在的应用；同时该结构可用于包裹标记同位素作为放射性药物进入细胞或体内的载体。 关键词 金纳米棒，DNA 纳米结构，光热效应，标记化合物 中图分类号 TL12 DOI: 10.11889/j.0253-3219.2013.hjs.36.060501 金纳米颗粒具有优异的光学性质，已广泛应用 杂交或者是固定在基底上[12]，但是这样既不稳定也 [1] [2] 于生物传感器 、纳米光学器件 等领域；也由于 不利于实际的应用。因此，我们提出在小金棒两端 其具有较好的生物相容性而被广泛应用于药物载 直接生长纳米金球的方法，以实现对其光学性质的 体[3] ；近年来又发现纳米金具有增强拉曼信号的作 调控。这相当于两个金球和一个金棒发生耦合作用， 用[4] 。目前已合成的纳米金结构包括球状体、棒状 使其在较小的尺寸下具有光学性质变化。Lee 等[13] 体、立方体、金花等[5–7] 。在众多的结构中，纳米金 报道了在纳米金表面上定向生长银，通过在纳米金 棒以其特有的二维不对称性得到了广泛研究。目前 表面上组装 DNA ，调节溶液中NaCl 的浓度即可使 通过化学合成方法可以制备大量结构均一且具有不 银定向生长。由于金棒在制备过程中会使用大量的 同长径比的金棒，并确定纳米金棒的光学性质随其 十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)，且这种分子会在金 长径比的变化而有显著不同[8] ，这为纳米光子学器 棒侧面大量地吸附，而在金棒两端的吸附则比较 件的研究奠定了基础。Verellen 等[9]利用电子束蚀刻 少[14]，因此我们认为通过相似的操作可以在纳米金 的方法制备出具有“∏”结构的超材料，但是这种合 棒的两端上长出金球。 成方法需要昂贵的仪器，不利于大规模生产。Poon 本文主要内容是在较小的金棒两端生长纳米金 等[10]利用纳米金棒的光致热效应进行可控释药，他 球，通过调节加入氯金酸的量、还原剂与氯金酸的 们采用的金棒最大紫外-可见吸收波长在 700 nm 左 比例和还原剂的种类，控制纳米金只在金棒两端生 右，而这一波长纳米金的组织透过性较差。光波的 长，并控制生长的金球的形貌。TEM 表征说明该方 波长越长，穿透性能力越强，即组织透过性越好， 法具有高的产率(95%)及好的均一性；紫外吸收显 因此，研究的热点多集中于具有较长波长吸收的纳 示该方法制备的纳米金的紫外吸收波长与同尺寸下 米金结构。由于金棒长径比的增加，其紫外吸收会 的金棒相比，有明显的红移。特别地，通过这种方 发生红移，所以目前一般采用化学合成方法制备不