金纳米棒光谱与长径比的关系图
金纳米棒光谱与长径比的关系图
2016-06-14 12:39来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
金纳米棒的光谱性质与其长径比密切相关，以上是它们之间的对应关系图
金纳米棒 (goldnanorods，GNRs) 是一种胶囊状的金纳米颗粒，比球形金纳米粒子具有更为奇特的光电性质，其独特的可调的表面等离子共振特性以及合成方法简单、化学性质稳定、产率高等优点，使其在材料学、生物医学以及疾病诊断和治疗等方面的应用越来越广泛．如应用于纳米材料组装、DNA 和氨基酸检测、抗原识别、癌细胞成像和光热治疗等领域．。
纳米金的制备与性能ppt课件
制备生长溶液
25 ℃将CTAB（5mL, 0.2M)与AgNO3(0.05-0.25mL, 0.004M）混合 ;
加入HAuCl4（5mL,0.0005M)，再加入AA（70uL，0.0788M)，溶 液由深黄变为无色，生成生长溶液；
生长溶液和种子溶液混合，保持温度27-30 ℃，静置生长。
Secondary growth of NRS1 at different injection rates
(a) NRSF and (b) NRS1 are affected by varying (a) optical absorbance spectra and TEM images of
the concentration of AgNO3 in the primary GS (b) NRS1 and NRSF using (c) 1.25× (d)2.5×
电化学法
金片作阳极，铂片 做阴极，两点极浸 入到含有CTAB和 TCAB溶液中 ；
在超声和恒温（ 36℃）下电解， 金从阳极溶出并于 阴极-电解质溶液 界面得金棒；
浸入银片来控制 长径比
LANGMUIR. 1999,15, 701-709
13
Sonochemistry
Angew. Chem. 2006, 118, 1134–1137
DNA 检测
靶向药物
图1 超灵敏DNA 检测示意图
图3 缩氨酸自组装和作为纳米反应器的反 应过程模拟
图2 Ag core Au shell结构免疫实验示意图
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图1 基于CuO –金纳米颗粒标记的抗体 和Click 反应的免疫检测方法示意图
生物医学
疾病诊断
图2 基于罗丹明B-金纳米颗粒检测 ( 通过颜色变化和荧光) 乙酰胆碱酯酶 的设计策略
金纳米棒对小鼠乳腺癌细胞光热光动力协同治疗的研究
山东农业大学学报(自然科学版),2021,52(2):247-251VOL.52NO.22021 Journal of Shandong Agricultural University(Ntural Science Edition)doi:10.3969/j.issn.1000-2324.2021.02.015金纳米棒对小鼠乳腺癌细胞光热/光动力协同治疗的研究胡雅晴,武云云,李兵,李奚*长春工业大学化学与生命科学学院,吉林长春130012摘要:为研究金纳米棒（Au NRs）对小鼠乳腺癌细胞（4T1）光热/光动力协同治疗的影响。
首先，通过调节硝酸银溶液（AgNO3）的加入量，制备6种不同长径比、不同表面电荷的Au NRs1~6。
然后，通过光热升温实验和细胞内/外ROS生成实验对Au NRs的光热和光动力性质评估，并对光诱导细胞损伤分子机制探究。
结果表明，在NIR激光的照射下，Au NRs具有相似的温度升高水平，并显示出良好的光热性能。
关于光动力学性质，细胞毒性评估表明，Au NRs在不同表面电荷的影响下对4T1细胞具有不同的杀伤效果。
表面电荷的强度使Au NRs具有不同程度的细胞内在化和ROS生成能力，从而引起细胞损伤。
因此，Au NRs对癌细胞具有光热/光动力协同治疗的作用，在癌细胞的光治疗方面，显示出巨大的潜力。
关键词:金纳米棒;乳腺癌;协同治疗中图法分类号:Q599文献标识码:A文章编号:1000-2324(2021)02-0247-05Study on the Photothermal/Photodynamic Synergistic Therapy for Breast Cancer Cells from Mice by Gold NanorodsHU Ya-qing,WU Yun-yun,LI Bing,LI Xi*School of Chemistry and Life Science/Changchun University of Technology,Changchun130012,ChinaAbstract:To study the effect of gold nanorods(Au NRs)on the photothermal/photodynamic synergistic treatment of mouse breast cancer(4T1)cells.First,six Au NRs with different aspect ratios and surface charges were prepared by adjusting the amount of silver nitrate solution(AgNO3).Secondly,the photothermal and photodynamic properties of Au NRs were evaluated through the photothermal heating experiment and the intracellular/extracellular ROS generation experiment,and the molecular mechanism of light-induced cell damage was explored.The results show that under the irradiation of NIR laser, Au NRs have a similar temperature rise level and show good photothermal performance.Regarding the photodynamic properties,the cytotoxicity evaluations show that Au NRs have different killing effects on4T1cells under the influence of different surface charges.The strength of the surface charge makes Au NRs have varying degrees of cell internalization and ROS generation capabilities,which can cause cells prehensive analysis shows that Au NRs has a photothermal/photodynamic synergistic therapy effect on cancer cells,and shows great potential in the phototherapy of cancer cells.Keywords:Gold nanorods;breast cancer;synergistic therapy癌症已成为世界面临的最严重的公共卫生问题之一。
长径比大于10的金纳米棒合成办法
长径比大于10的金纳米棒合成办法2016-07-01 13:04来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部(A) 金纳米棒的紫外-可见-近红外吸收光谱图和 (B) 金纳米棒的透射电镜图金属纳米颗粒具有独特的物理性质, 对金属纳米颗粒的研究, 尤其是对其形貌可控制备及相应的性质和应用研究一直是材料科学及相关领域的前沿热点. 近年来, 各国的研究人员在纳米材料研究方面取得了长足的进步, 制备出多种形貌的金属纳米颗粒, 并将其广泛用于纳米器件构建、生物标记、医学检测和表面增强拉曼等领域.在各相异性的金属纳米颗粒中,金纳米棒由于其独特的表面等离子体共振(surface plasmon resonance, SPR)性质及良好的生物相容性被广泛用于生物医学领域. 相比于其他金纳米结构, 金纳米棒的特殊形貌特征更易使其与靶向抗体或者小分子结合. 更重要的是, 金纳米棒的 SPR峰随着长径比的增高向近红外区红移. 由于可见光不容易穿透生物组织, 而高长径比的金纳米棒在近红外区对光的吸收和散射能力都很强, 因此对于皮下组织的癌症的治疗或者诊断可能是更好的选择. 另外, 高长径比的金纳米棒存在两个特征荧光发射带, 其荧光效率比短长径比的更高,通过溶液中荧光强度的变化可实现DNA杂交的检测. 高长径比的金纳米棒, 除了光学方面的应用, 在电学方面被作为纳米尺寸电子设备的组成成分. 对于纳米尺寸的电路设计和功能化器件的构建, 相比于短长径比的金纳米棒, 高长径比的金纳米棒具有无可比拟的优势.目前, 制备高长径比(长径比＞6)的金纳米棒有两种方法. 一种是在AgNO3体系中, 采取引入二元表面活性剂的方法, 除了使用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)外还引入了十八烷基苄基二甲基氯化铵(BDAC)作为双表面活性剂, 成功制备出长径比在7～10之间产率约为90%的金纳米棒. 另一种是在无AgNO3体系中,在柠檬酸盐存在的条件下用NaBH4还原 HAuCl4制得3.5nm大小的金种子,然后通过精细控制生长条件, 通过三步方法制备长径比为18～23之间的柱形金纳米棒, 金纳米棒的产率约为4%. 之后, 该方法又得到了改良, 通过调节pH值来制备单分散性较好的高长径比金纳米棒, 其产率约为90%. 此外, 在无AgNO3体系中, Wei等采用两步方法合成高长径比的金纳米棒, 但此方法需要通过精确调控生长液的pH 来实现. 基于现有金纳米棒的制备方法较复杂, 因此发展一种新型、快速的合成高长径比金纳米棒的方法具有重要的实际意义.东南大学生物科学与医学工程学院生物电子学国家重点实验室钱卫平等人报道了一种制备高长径比金纳米棒的新方法. 在25℃条件下, 采用种子介导生长法, 通过优化表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的浓度, 制备了长度(200±18.62)nm, 长径比大于10的金纳米棒, 并讨论了金纳米棒的形成机制. 结果表明, 金纳米棒的长径比和纵向吸收波长与CTAB的浓度有关. 此外, 通过提高反应液的离子强度, 利用制备的金纳米棒与球形颗粒不同的静电作用将金纳米棒分离纯化. 运用透射电子显微镜(TEM)和扫描电子显微镜(SEM)对金纳米棒的表面形貌进行表征.。
金纳米棒的制备简史(二)——电化学法
金纳米棒的制备简史(二)——电化学法
2016-04-13 12:40来源：内江洛伯尔材料科技有限公司作者：研发部
电化学法制备金纳米棒的示意图及不同长径比金纳米棒的TEM
Wang等首次使用电化学法制备了金纳米棒.此法合成金纳米棒的产率较高．图为电化学法制备金纳米棒的示意图，该法使用的是二电极系统．生长溶液中包含两种表面活性剂：十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和四辛基溴化铵(TC8AB)，将盛有生长溶液的电解池置于38°C超声池中，然后插入做牺牲阳极的金板(3.0 cm×1.0 cm ×0.05 cm)和做阴极的铂板．电解前，往电解池中加入适量的丙酮．丙酮的作用是松散胶束的结构以利于TC8AB进入CTAB胶束中，诱导金纳米粒子轴向生长，形成Au-C16TAB-TC8AB体系．然后在3 mA恒定电流下电解30 min．在金纳米棒的合成过程中，金板阳极开始消耗，形成AuBr4−离子，它们与铂板后面放置的银板发生氧化还原反应，生成银离子，wang等发现银离子的浓度和它们的释放速率可以控制棒的长径比．尽管银离子的作用和纳米棒的生长机理至今还不清楚，但为以后的光化学法和晶种生长法制备金纳米棒奠定了良好的基础．。
表面等离子体共振效应在光电催化中的应用及机理研究
表面等离子体共振效应在光电催化中的应用及机理研究杨皓;方萍萍;童叶翔【摘要】面对日益严峻的能源和环境问题,人们对可再生能源的需求日益增强.本文通过以金为核的二元及三元纳米粒子,设计了一种表面等离子体共振(surface plasmonic resonance,SPR)增强的光电催化剂.其中,金核通过SPR效应在光照下产生光热效应及光电效应,提高了材料的催化活性.光照条件下纳米粒子表面的局域热点温度可以通过4-甲氧基异腈苯探针分子利用表面增强拉曼光谱得到.同时利用对氨基苯硫酚(PATP)探针分子证实SPR产生的光电催化效应.最重要的是,通过定量计算得到了光热效应及光电效应在SPR增强的光电催化性能各自的贡献.这些结果为表面等离子体共振协助增强的光电催化反应提供理论依据,并为新型光电催化材料提供了新的设计思路.【期刊名称】《光散射学报》【年(卷),期】2018(030)003【总页数】9页(P236-244)【关键词】金纳米粒子;表面等离子体共振;光电催化;表面增强拉曼光谱【作者】杨皓;方萍萍;童叶翔【作者单位】中山大学化学学院,广州510275;中山大学化学学院,广州510275;中山大学化学学院,广州510275【正文语种】中文【中图分类】O431 引言催化是实现物质转化的重要化学途径,光电催化作为一种绿色的光电转换技术而得到人们的广泛关注[1-3]。
目前光电催化在水分解制氢、二氧化碳还原和环境污染治理等方面均取得了重要的进展,是解决能源短缺和环境污染问题的有效途径[4-6]。
近些年,光电催化的研究重点已经从紫外光区移到可见光区,但实现可见光区波长可控的光电催化仍然十分困难[7-8]。
而具有表面等离子体共振效应(surface plasmonic resonance,SPR)的金属纳米粒子可以吸收可见光,并将其转化为化学能,是实现可见光区波长可控的光电催化反应的重要途径。
表面等离子体是在金属表面存在的自由振动电子与光子相互作用产生的沿着金属表面传播的电子疏密波[9]。
金纳米棒
展望与挑战
金纳米棒由于其具有的独特的光学性质，使其在生物标记、生物检测、生物 成像、疾病的治疗以及信息存储等领域有着广阔的应用前景。 如何在一些实验条件包括纳米微粒的吸收和散射截面，以及纳米微粒和靶向 抗体的结合，纳米生物分子结合体对细胞的靶向标记等都还需进一步优化。 近红外光传输到不同癌症病变细胞的最有效方法及金纳米棒光热作用机理还 有待进一步研究。 基于纳米微粒对细胞的光热损伤机制还不能很好地阐述，需要更深层次的研 究。 金纳米棒颗粒的生物无毒化修饰方面还存在着有待解决的困难。
金纳米棒（GNRs）
简介
1971年，Faulk和Taylor首先将胶体金作为标记物引入免疫学研究中。从此， 金纳米粒子引起了许多科学家的关注和世界性的研究热潮。 近年来, 人们对金纳米材料的研究取得了长足的进步, 不但可以制备出不同尺 寸的球形粒子, 还可以对其形貌加以控制, 并且发现了一些特殊的实验现象和 物理性质 。 其中研究最为广泛、最具应用潜力的是金纳米棒( NRs) , 其制备过程中采用 不同的实验参数, 可实现对其比率( 长比宽) 的精确调控。更为重要的是, 金纳 米棒有着独特的光学性质[ 棒状粒子具有横向和纵向表面等离子体共振( SPR) 双谱峰], 且纵向SPR 峰位( 从可见区到近红外区) 取决于棒状粒子的比率, 通 过控制不同比率, 可以实现纵向SPR 峰位置的人为调控。
应用——医疗诊断
纳米金由于体积小，可以被多种基团修饰和其光学特性，成为疾病诊断新的 研究对象。纳米金可以被多种物质修饰获得对肿瘤细胞的靶向性。 其诊断原理如下：①不同直径的纳米金具有特定的吸收光谱，可以对特定长 度的红外线产生吸收的峰值。②由于EGFR抗体修饰的纳米金可以选择性的聚 集于肿瘤细胞中，从而使肿瘤细胞中高浓度的纳米金之间互相作用产生等离 子共振现象，导致其吸光谱发生红移，而正常细胞中由于不存在纳米金或者 纳米金浓度过低难以产生等离子共振现象，因此应用光声和超声波谱诊断法 可以明显的区别肿瘤细胞与正常细胞，使肿瘤细胞清晰地被诊断出。
棒—棒结构金纳米粒子消光性的尺寸效应
棒—棒结构金纳米粒子消光性的尺寸效应作者：安慧丽曾勇来源：《理科爱好者·教育教学版》2012年第02期【摘要】本文采用离散偶极近似方法计算了金纳米棒-棒耦合状粒子的消光光谱，分析了尺寸对棒-棒耦合金纳米粒子的光学性质的影响，给出消光峰峰位随着尺寸变化的拟合曲线图。
数值计算表明：金纳米棒-棒耦合状粒子随着棒的纵向高和截面直径的变化，其消光光谱的峰位分别发生红移和蓝移，消光光谱的强度也随之增大或减小。
因而，通过研究结构参数对其消光性质的影响，我们可以通过改变其尺寸来调节其等离子体共振峰的位置，以满足其在等离子体光子学方面的应用。
【关键词】金纳米棒；耦合；离散偶极近似；消光光谱【中图分类号】 O463 【文献标识码】 A 【文章编号】1671-8437（2012）02-0003-03一、引言纳米尺度的金属粒子所具有的特殊光学及电子学性质使得其在生物传感器、化学传感器、表面增强光谱技术以及光电子、纳电子器件等方面有着广阔的应用前景[1-5]。
人们已经证明金、银纳米结构能够表现出强烈的表面等离子体共振效应，而且已经被广泛应用于表面增强拉曼散射衬底。
由于纳米结构的等离子体共振对其形状、尺寸、周围介质等因素都有很强的依赖性[6-12]，因此我们可以对特定结构的纳米材料通过改变其结构尺寸参数来调节其等离子体共振峰，使得该共振峰与拉曼光谱的激发波长相同，这样可以产生更强的拉曼信号。
金纳米棒独特、可调的表面等离子共振特性以及合成方法具有简单、稳定、高产等优点，使其在材料学、生物医学以及疾病诊断和治疗等方面的应用越来越广泛。
金属纳米材料的线性光学性质受粒子的形状、尺寸、周围介质的介电特性等因素的影响很大，本文则主要从理论上运用离散偶极近似方法研究尺寸对两金纳米棒耦合时的消光光谱的影响作用。
这些结果为相关的实验研究提供了有益的理论参考。
二、离散偶极近似原理离散偶极近似原理：运用离散偶极近似计算任意形状的纳米粒子的光学性质时，是将该粒子视为N个可极化点的立方晶格构成的集合体，而具体哪一个立方晶格被极化并不受限制。
种子生长法制备长径比为2_5的金纳米棒
第25卷 第3期V ol 125 N o 13材 料 科 学 与 工 程 学 报Journal of Materials Science &Engineering总第107期Jun.2007文章编号:167322812(2007)0320333203种子生长法制备长径比为225的金纳米棒潘碧峰,崔大祥,徐 萍,李 清,黄 拓,陈 浩,刘凤涛,邵 君,尤晓刚,贺 蓉,高 峰(上海交通大学,微纳科学技术研究院,生物纳米工程实验室,微米Π纳米加工技术国家重点实验室,薄膜与微细技术教育部重点实验室,上海 200030) 【摘 要】 报道了种子生长法合成金纳米棒。
以氯金酸(H AuCl 4)为原料,以硼氢化钠(NaBH 4)为还原剂,首先还原金离子(Au 3+)得到直径为324nm 的金种子。
以银离子(Ag +)为辅助离子,以十六烷基溴化铵(CT AB )为表面活性剂,以抗坏血酸为弱还原剂,加入金种子溶液之后可以获得纳米棒。
研究表明,通过改变银离子的用量可以控制金纳米棒长径比为225。
TE M 和UV 2vis 光谱的表征证实了金纳米棒的形貌和光谱特征,并深入探讨了金纳米棒的生长机理。
【关键词】 低维金属材料;金纳米棒;种子生长法;形貌控制中图分类号:T Q050.4+1;O743+.2 文献标识码:APreparation of G old N anorods with Aspect R atio 225byU sing Seed Mediated G row th MethodPAN Bi 2feng ,CUI Da 2xiang ,XU Ping ,LI Q ing ,HUANG Tuo ,CHEN H ao ,LIU Feng 2tao ,SHAO Jun ,YOU Xiao 2gang ,HE R ong ,GAO Feng(Dep artment of Bio 2nano 2Science and E ngineering ,N ational K ey Laboratory of N ano ΠMicro F abrication T echnology ,K ey laboratory for thin film and microfabrication of Ministry of Education ,I nstitute of Microand N ano Science and T echnology ,Sh angh ai Jiao Tong U niversity ,Sh angh ai 200030,China)【Abstract 】 The studies on the synthesis of g old nanorods by a seed mediated growth method were reported.The seeds chosen forthese studies have average diameter of 324nm.A dependence of the nanorod aspect ratio on the am ount of silver ion is observed.Increasing the silver ion am ount results in higher of the g old nanorod aspect ratios.The g old nanorods synthesized were characterized by transmission electron microscopy (TE M )and UV 2vis spectroscopy.【K ey w ords 】 low dimensional metal materials ;g old nanorod ;seed mediated growth method ;shape control收稿日期:2006208230;修订日期:2006210225基金项目:国家重大基础研究发展“973”计划资助项目(2005C B7243002G );国家自然科学基金资助项目(30471599);上海市科委资助项目(054119527)作者简介:潘碧峰(1977-),男,讲师,主要研究方向为纳米材料。
金纳米棒综述
1.1引言水质监测与金纳米棒纳米材料具有独特的物理化学和光学性质，被誉为“21世纪最有前途的材料”，与生物技术、信息技术共同作为21世纪社会经济发展的三大支柱和战略制高点[1]。
其中，自罗马帝国和早期中国采用经验法合成金纳米和银纳米胶体颗粒以来，贵金属纳米颗粒自的光学特性就备受追捧[2-4]。
然而，只是在近二十年来，科学家们在真正掌握合成形状可控的各向异性的金属纳米颗粒。
金纳米棒由于具有特殊的物理特性，在纳米电子学、光学、生物医药等领域[5]都有广泛应用。
本文综述了金纳米棒的合成方法和机理以及其在化学生物传感方面的研究，并对其在离子检测方面进行了一定的研究。
1.2 金纳米棒的合成成功合成出均一稳定的金纳米棒对其应用至关重要。
球形金纳米颗粒的合成可以追溯到一个世纪以前，合成金纳米棒颗粒最普遍的方法是柠檬酸盐还原法。
这种方法将一定量的柠檬酸盐加入到沸腾的氯金酸溶液中，通过调节柠檬酸盐和氯金酸的比例可以轻松调节制备的金纳米颗粒的尺寸[6-8]。
而金纳米棒的合成方法更加复杂，合成金纳米棒的较为成功有效的方法在过去十年中才实现。
比较幸运的是，金纳米棒有趣的是光学特性，吸引了大量的研究人员为之不懈努力。
合成不同结构的金纳米棒的方法有多种。
第一种是Murphy [9]和El-Sayed[10]等发明的湿化学合成法，然而，所有这些技术制备的只是单晶纳米棒。
第二种是在某种模板表面还原金，这种方法制备的为多晶的纳米棒。
最后一种方法为在一些有机溶剂中合成不同形态的纳米棒，像超薄纳米棒和纳米线。
1.2.1 晶种生长法在多种金纳米棒的合成方法中，由于晶种生长法过程操作简单，并且高质量、高产量，纳米棒尺寸控制简单，易于表面改性[11]，所以应用最为广泛。
Jana[12]等首次在2001年证明了种子生长法制备金纳米棒。
该方法首先通过硼氢化钠在含有柠檬酸钠的环境中还原氯金酸，来制备柠檬酸盐包覆的3~4nm金纳米种子溶液，然后将种子溶液加入到含有氯金酸、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、抗坏血酸和硝酸银的混合溶液中，使种子溶液中的金纳米颗粒生长。
金纳米棒的制备、性质及应用幻灯片课件
3.3 光热治疗
注射TNPs后，温度5分内增加了19.5°C，到达 热疗温度范围，破坏局部血管，杀死肿瘤细胞
ACS N 药物递送
在近红外激光照射下，局部温度升高 到DNA的理论解离温度，DNA双链打 开释放Dox，治疗效果增加了2.1倍。
Adv. Mater. 2016, 28, 8511–8518
基本原理
将金通过电化学沉积到纳米级多孔渗水的聚碳 酸酯或氧化铝膜上的小孔内， 随后将模板溶解 即可得到金纳米棒。
生长原理
空间受限生长。
特点
优点在于通过控制孔道的长度和直径，同时调 节电化学沉积时间能有效控制金纳米棒的纵横 比，缺点是产量相对较低。
图2. 硬模板法制备过程及电镜图像 Advanced Materials, 2012, 24(36):5014-5014.
在分子氧存在的情况下，产生单线态氧（singlet oxygen）及其它活 性氧类物质（reactive oxygenspecies，ROS）
ACS Nano, 2017, 11 (1), pp 579–586
2 金纳米棒性质
03
近场效应
当两个金属颗粒接近时，颗粒表面的电磁场发生强共振耦合，对等离激 元共振产生显著影响
图3. 光化学合成法制备金纳米棒的TEM图像 .
J. AM. CHEM. SOC. 2002, 124, 14316-14317
金纳米棒的性质
2 金纳米棒性质
光声 效应
局域表面 等离激元
共振
光热 效应
金纳米 棒
产生 ROS
近场 效应
单/双 分子荧
光
机械 性质
2 金纳米棒性质
01
光声效应
用光照射某种媒质时,由于媒质对光的吸收会使其内部的温度改变从而引 起媒质内某些区域结构和体积变化;当采用脉冲光源或调制光源时,媒质温 度的升降会引起媒质的体积涨缩,从而向外辐射声波的现象。