高分子與無機(jī)納米粒子復(fù)合課件

第四章高分子與無機(jī)納米粒子復(fù)合膠體的合成與組裝高分子擁有豐富的相行為和溶液自組裝特性,無機(jī)納米粒子則擁有獨(dú)特的光、電、磁以及催化性質(zhì),這兩者的復(fù)合組裝體表現(xiàn)出了與單一組分的組裝體相比更為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)與性能。因此,高分子與無機(jī)納米粒子復(fù)合體系的自組裝作為超分子化學(xué)中一個(gè)新興的領(lǐng)域受到了越來越多的關(guān)注同時(shí)也具備了更為廣泛的應(yīng)用前景第四章高分子與無機(jī)納米粒子復(fù)合膠體的合成與組裝本章內(nèi)容主要集中在高分子與無機(jī)納米粒子復(fù)合膠體的研究領(lǐng)域。首先簡單介紹量子尺寸效應(yīng)和納米粒子的性質(zhì),然后討論納米粒子的表面功能化。接下來詳細(xì)介紹目前該體系研究的最新進(jìn)展,最后將對復(fù)合膠體在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用加以介紹和展望。第一節(jié)無機(jī)納米粒子的性質(zhì)簡介收藏在大英博物館的“LycurgusCup”具有非常奇異的變色性能,它在透射狀態(tài)下呈紅色,在反射狀態(tài)下呈綠色。這種變色性質(zhì)源于玻璃中所含的金(Au)和銀(Ag)的納米粒子。對納米粒子真正意義上的系統(tǒng)性研究則始于法拉第關(guān)于AU溶膠顏色與尺寸關(guān)系的先驅(qū)性工作金溶膠膠體金(colloidalgold),又稱金溶膠(goldsolution),是指分散相粒子直徑在1-150nm之間的金溶膠,屬于多相不均勻體系,顏色呈桔紅色到紫紅色。膠體金可以作為標(biāo)記物用于免疫組織化學(xué),近10多年來膠體金標(biāo)記已經(jīng)發(fā)展為一項(xiàng)重要的免疫標(biāo)記技術(shù)。膠體金免疫分析在藥物檢測、生物醫(yī)學(xué)等許多領(lǐng)域的研究已經(jīng)得到發(fā)展,并越來越受到相關(guān)研究領(lǐng)域的重視。金溶膠的制備方法氯金酸(HauC4)是主要還原材料,通過各種方法進(jìn)行還原制備金溶膠,常用還原劑有檸檬酸鈉、鞣酸、抗壞血酸、白磷、硼氫化鈉等根據(jù)還原劑類型以及還原作用的強(qiáng)弱,可以制備08mm~150nm不等的膠體金。金溶膠的制備方法納米金溶膠制備——以水為分散介質(zhì),PVP為分散劑抗壞血酸作還原劑用較高濃度的氯金酸溶液,在弱酸性條件下,通過化學(xué)還原法制得球狀、最大粒徑為20nm的金溶膠結(jié)果表明還原劑用量為抗壞血酸/Au(摩爾比)=3PVP的用量取PVP/HAuC4(質(zhì)量比)=1還原體系自身pH值3~5常溫293K為金溶膠制備的最佳條件在此條件下制得的金粉粒度小,分散性好,且十分穩(wěn)定,無反溶現(xiàn)象金溶膠溶膠的顏色取決于分散相物質(zhì)的顏色、分散相物質(zhì)的分散度和入射光線的種類,是散射光線還是透射光,粒子越小,分散度越高,則散射光的波長越短如膠體金顆粒在5~20nm之間,吸收波長520nm,呈紅色的葡萄酒色;20~40nm之間的金溶膠主要吸收波長530nm的綠色光,溶液呈深紅色;60nm的膠體金溶膠主要吸收波長600nm的橙黃色光,溶液呈藍(lán)紫色。一般應(yīng)用于免疫組織化學(xué)的膠體金顆粒為5~60nm范圍內(nèi),溶液呈現(xiàn)紅色第一節(jié)無機(jī)納米粒子的性質(zhì)簡介半導(dǎo)體納米粒子的量子尺寸效應(yīng):由于尺寸上的巨大差異,納米粒子表現(xiàn)出與相應(yīng)的分子狀態(tài)和宏觀體相材料都不同的性質(zhì),而且其性質(zhì)往往介于后兩者之間。當(dāng)半導(dǎo)體納米粒子尺寸小于其材料的玻爾半徑時(shí),電子和空穴的運(yùn)動(dòng)受限在很小的三維空間中,這些載流子的運(yùn)動(dòng)符合量子力學(xué)的規(guī)律,相應(yīng)的電子能級產(chǎn)生分第一節(jié)無機(jī)納米粒子的性質(zhì)簡介a.半導(dǎo)體納米粒子及其相應(yīng)分子狀態(tài)和體相材料的電子能級結(jié)構(gòu);b.10種不同尺寸的Cdse-ZnS半導(dǎo)體納米粒子在紫外燈照射下的照片;c4種不同尺寸果的原子數(shù)Cdse-ZnS納米粒子的紫外吸收光譜;d相應(yīng)納米粒546子的熒光光譜。半導(dǎo)體納米粒子的量子尺寸效應(yīng):半導(dǎo)體納米粒子具有不連續(xù)的最高已占軌道和最低未占軌道,與體相材料的價(jià)帶和導(dǎo)帶類似之間同樣也存在帶隙但帶隙較體相材料寬而且具有尺寸依賴性,即尺子尺寸效應(yīng),因此半導(dǎo)體納米粒子又被稱為量子點(diǎn)。(quantumdots)第一節(jié)無機(jī)納米粒子的性質(zhì)簡介量子點(diǎn)能吸收所有能量高于其帶隙的光子,在紫外可見光譜上表現(xiàn)為具有很寬的吸收譜帶,因此不同尺寸的納米粒子可以被小于一定波長