复合磁性纳米粒子的SERS标记免疫研究文献综述

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1、文献综述复合磁性纳米粒子的SERS标记免疫研究一、前言部分近年来金属纳米材料在众多研究领域中所发挥的巨大作用引起了人们的极大兴趣，其主要原因有以下两点：第一、纳米粒子由于其纳米尺寸所产生独特的化学物理、光学、电子学性质，其在基础研究和实际应用中具有巨大的价值。如一些纳米粒子被用作生物传感器，Au，Au/Ag纳米粒子可用于检测生物分子，包括从氨基酸、儿茶酚胺这些小分子到酶，甚至DNA大分子[1-3]；第二、由于纳米材料的表面效应，纳米粒子可使表面原子数以及粒子与其吸附物之间的接触面达到最大值，这一性质使

2、得纳米粒子在催化上具有巨大的潜在应用价值[4]。但是，纳米材料本身也会因为其特定的大小、组成、表面修饰不同等等而带来应用中的局限性：1.纳米材料分散在溶液相中的时候，由于具有比较大的表面积，使得纳米材料容易参与溶液中的化学反应而损失。另外，纳米溶胶由于受到范德华力的作用而发生聚沉现象，出现大量团聚而使分散性变差，影响材料的性能。2.纳米材料的某些性质，如光学性质、催化性质等等，容易受环境或者表面修饰物的影响，而出现偏差，影响其应用。3.固相纳米材料比较难以控制纳米颗粒间的间距。纳米粒子间的间距很大程度

3、上影响着纳米材料的聚集度和粒子之间的相互作用。1.1金属核壳纳米材料简介为了解决纳米材料上述局限性，提高纳米材料的性能，随着材料科学不断朝着交叉领域方向发展，研究不再局限于以往的单一型纳米材料，而是转向有机、无机、高分子以及生物材料的复合。复合纳米材料尤其是核壳复合纳米材料的研制受到人们的广泛关注。设计和合成可控的结构有序的纳米复合材料成为人们致力研究的热点。为获得结构与组成良好的纳米复合粒子，满足纳米技术在纳米复合材料合成和工业生产方面的要求，开发与研制有效的制备方法成为纳米复合材料研究与开发的关键

4、所在。同样，在基础研究和学术领域，特别是胶体与表面化学，核壳粒子因其组成、大小和结构的特殊性而具有光、电和化学等特性，近年来倍受科学家的关注。它可作为模型化体系，用于研究控制纳米复合粒子间相互作用和稳定性研究，从而在其分散性方面获得有价值的信息[5-7]。核壳材料一般由中心的核以及包覆在外层的壳组成。随着核壳材料的不断发展，其定义变得更为广泛。对于核与壳由不同物质通过物理或化学相互连接的材料，都可称为核壳材料。核壳材料外貌一般为球形粒子，也可以是其它形状。包覆在粒子外部的壳可以改变并且赋予粒子光、电、

5、磁、催化等特性。核壳部分可由多种材料组成，包括高分子、无机物和金属等，国内外研究涉及的核壳型复合纳米粒子种类多种多样，包括半导体核-半导体壳、半导体核-金属壳、金属核-金属壳、金属核-半导体壳、金属核-聚合物壳等复合颗粒。其中金属核-金属壳的纳米材料，即新型的金属核壳结构复合纳米粒子，与其单组分的金属纳米粒子相比，有着特殊的催化和光学性质[8]。已有研究表明核壳结构纳米粒子在催化反应中有着重要的作用，通过改变壳的成分和厚度能产生特殊的电子效应，同时这些纳米粒子具有较大的比表面，实验证明，Au核Pd壳核

6、壳金属复合纳米粒子的催化活性、催化选择性与其单组分纳米粒子相比均得到提高[9]。另外，核壳金属复合纳米粒子同时具有核和外层金属壳的性质，其稳定性也因为壳的存在而提高，如以γ-Fe2O3或Fe3O4为核Au为壳形成的核壳金属复合纳米粒子，通过改变Au的包裹厚度控制核壳纳米粒子的形态和光学性质，而Fe氧化物核的磁性在适当的Au壳厚度下不会改变，并且其稳定性也因Au壳的保护得到提高[10]。将SiO2包裹在Au颗粒外面，不但起到稳定粒子的作用，而且可以调控其光学性质[11]，包裹在磁性颗粒表面可以提高流体的

7、稳定性[12]。二、主题部分（阐明有关主题的历史背景、现状和发展方向，以及对这些问题的评述）2.1金属核壳纳米材料的制备金属核壳纳米材料综合了内核与外壳金属纳米材料的优良特性，在光学、电子学、机械和生物学等研究领域具有广阔的应用前景，将成为一个新兴的极富生命力的研究领域，吸引了众多此类材料的设计、制备和性质研究。对于应用纳米技术制备具有某种功能特性的材料来说，有必要建立可靠的、可以预期结果的纳米功能材料的合成方法。制备具有核壳(记为“核@壳”)结构纳米材料的技术则是一种行之有效的手段[13,14]，这

8、主要是因为其能够在纳米尺度上对材料的结构和组成进行设计和剪裁[15]。金属核壳纳米粒子的方法有主要有热分解法、化学镀法、粒子生长法、多元醇还原、电化学法等[16]。下面分别对这几种方法进行简单的介绍：热分解—还原法该法主要是利用热分解、氢还原、激光或等离子电弧辐射法使得金属羰基化合物、氢化物、卤化物及有机化合物等分解沉积出金属颗粒，包覆在预先加入反应器内的核颗粒表面而得到核壳结构复合粉末。该法适用范围广，不仅可以制备核壳双金属，还可以制备金属包覆非金属或