茶叶提取物调停制备形貌可控金纳米粒子及其性能的研究

摘要

金纳米粒子的特殊性质和潜在应用与它的尺寸和形状密切相关。迄今为止，人们已经发展了多种制备纳米金粒子的物理和化学方法，成功制备了各种形貌的纳米金粒子，包括纳米颗粒、立方体、多面体、纳米线、纳米棒、三角片、六方片等。然而，用物理方法制备纳米金粒子造价比较高;而大部分的化学合成方法又过分依赖于使用化学还原性试剂和稳定性试剂，这些化学试剂反应活性很高，有可能带来环境和生物学上的危险。如何将纳米金粒子的研究与绿色环保化学结合在一起将是未来研究的一个方向。
　　 本论文研究的目标是发展一种简单、快速、无毒、无害且环境友好的绿色环境法来制备尺寸和形貌可控的金纳米粒子。在不添加任何其他辅助剂的情况下，利用茶叶提取液还原AuCl4-离子，在水溶液中制备出了尺寸和形貌可控的单分散的金纳米粒子，通过控制添加茶叶提取液的量可以控制金纳米粒子的尺寸和形貌，并探讨了其可能的形成机理。采用SEM、TEM、HRTEM、XRD、SAED、FTIR、和UV-Vis等手段较系统地对制备的金纳米粒子的形貌、尺寸、晶体结构以及光学性质等进行了表征。纳米粒子是否能在医学上应用关键是看其在体外的稳定性和生物相容性，所以，对所制备出的不同形貌的金纳米粒子进行了体外稳定性和生物相容性检测。此外，还以4-巯基吡啶(4-MPy)分子作为拉曼活性分子对所制备的金纳米粒子进行了SERS检测。
　　 主要研究内容及取得的研究结果如下:
　　 1.利用茶叶提取液作为还原剂和形貌诱导剂，在微波反应条件下，通过改变茶叶提取液的用量，分别制备出了形貌均一、单分散的球状、簇状和“肉丸”状等形态各异的金纳米粒子。运用SEM、TEM、HRTEM、XRD、SAED、FTIR、和UV-Vis等分析手段，表征纳米金粒子的组成、晶体结构、尺寸和形状;探讨了茶叶提取液的用量对产物形态、结构和尺寸的影响。
　　 2.研究用茶叶提取液制备的金纳米粒子在不加其他稳定剂的情况下稳定性。在模拟人体温度(37℃)的条件下，对所制备的金纳米粒子进行了体外稳定性研究。用孵育前后的UV-Vis、Zeta电位、水合直径、SEM来表征其稳定性。研究结果发现，用茶叶提取液制备的金纳米粒子在不加其他稳定剂的情况下也有很好的稳定性，在37℃水浴中可孵育长达48 h而不发生团聚。
　　 3.利用体外细胞毒性试验检测了所制备的金纳米粒子的生物相容性。以Hela宫颈癌细胞和MCF-7乳腺癌细胞为模型，用WST-1法研究了所制备的金纳米粒子的生物相容性。实验结果发现，该方法制备得到的金纳米粒子具有良好的生物相容性，在材料浓度高达500μg/mL的情况下细胞的成活率依然高达73％。
　　 4.以4-MPy分子作为拉曼活性分子对所制备的不同形貌的金纳米粒子进行了SERS检测。研究结果显示，表面粗糙的“肉丸”金纳米粒子具有拉曼增强活性，可作为拉曼活性基底。
　　 5.通过对茶叶提取液用量对产物形态、结构和尺寸影响的研究，探讨并猜测了茶叶提取液在该反应中的作用以及不同形貌的金纳米粒子形成机理。研究结果发现，茶叶提取液在此反应中充当了三重角色:还原剂、稳定剂、形貌诱导剂。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 纳米粒子的特性

1．2 纳米金的基本概念

1．3 纳米金粒子的特性

1．4 纳米金粒子的应用

1．5 纳米金的形状控制合成

1．6 本课题的提出和研究内容

参考文献

第二章 茶叶提取物诱导的不同形貌金纳米粒子的制备及表征

2．1 引言

2．2 实验部分

2．3 结果与讨论

2．4 本章结论

参考文献

第三章 茶叶提取物诱导的不同形貌金纳米粒子的体外稳定性实验及生物相容性实验

3．1 引言

3．2 实验部分

3．3 结果与讨论

3．4 本章结论

参考文献

第四章 茶叶提取物诱导的不同形貌金纳米粒子的SERS检测

4．1 引言

4．2 实验部分

4．3 结果与讨论

4．4 本章结论

参考文献

第五章 机理讨论

5．1 成核及晶体生长的基本知识

5．2 茶叶提取物诱导的金纳米粒子形成过程

5．3 本章结论

全文总结及展望

全文总结

展望

硕士期间科研成果及所获奖励

致谢