[发明专利]一种可调等离子体波的金纳米棒的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种类似毛毛虫的新型金纳米棒的制备方法，特别是一种可调控金纳米棒等离子体波的方法，更具体地说是用加入相关试剂的方法使金纳米棒的等离子体共振波发生红移。

背景技术

金纳米棒约直径大约为10-20nm、长度为40-200nm的固体金圆柱体。把材料塑成棒状是很重要的一点，因为棒形决定了电子激发的光的能量大小。所以，可以通过不同长度的纳米棒激发不同波长的光。用UV-Vis光谱可表征金纳米棒的等离子体共振吸收曲线，传统的金纳米棒一般在520nm和另一较大的波长处有一个吸收峰，分别对应于金纳米棒的横向等离子体波和纵向等离子体波。金纳米棒沿横向宽度方向激发所引起的横向等离子体波长(TPW)随横向宽度的变化不明显，而纳米棒纵向长度方向激发引起的纵向等离子体波长(LPW)，却非常敏感地随着纳米棒纵横比的变化而变化，即不同纵横比的纳米棒对应不同的纵向等离子体波长。

科学研究表明纳米棒的等离子谐振可以增强双光子发光(TPL)信号。金纳米棒的纵模在可见和近红外波长范围发生谐振，对于生物成像，此频率是理想的，因为在此范围，水和生物分子的吸收很低，激光照明金纳米棒技术将超灵敏医学成像技术带入一个空前的灵敏水平。实验表明该技术将微小金棒注射入血管，透过皮肤用激光来照亮它们，在活体小鼠血管中拍摄的金纳米棒发出红色光。利用此方法生成的图像比传统荧光染料法明亮得多。

目前已发展了多种制备金纳米棒的方法，包括电化学方法、光化学合成法和金纳米种子还原制备法。尤其是在金纳米种子还原法中引入硝酸银，可大致控制纳米棒的纵横比(金纳米棒的纵横比是指棒的纵向长度和横向宽度之比)。但上述几种方法中，比较容易制备小于850纳米的金纳米棒且具有重现性好。但是制备纵向等离子体波大于850纳米的金纳米棒时，一般重现性较差，要想精确获得纵向等离子体波大于850纳米的纳米棒非常困难。另外，目前制备的传统金纳米棒的横向等离子体波在520nm左右，还没有制备出一种横向等离子体波可调的金纳米棒。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种新型金纳米棒，还可精确调控这种金纳米棒等离子体波纵向波长，获得精确等离子体共振波长，且制备过程简单方便，易于操作，在磁、热、光、电、催化、医疗、生物传感等方面有着非常广泛的应用前景。

本发明的方法是在按现有文献制备的金纳米棒(起始金纳米棒)基础上，在传统的金纳米棒分散体系通过相关试剂及技术处理，获得所需的新型金纳米棒。

本发明的目的是通过下述方式实现的：

在需调控等离子体共振波长的金纳米棒分散体系中，加入硫代硫酸钠或可溶性硫化物，调控温度，用可见近红外实时监测得到所需的等离子体共振波长。

所述的硫化物包括硫化钠、硫化钾、硫化铵。

通过控制温度可调节新型金纳米棒的形成速度。在加入硫代硫酸钠或可溶性硫化物的金纳米棒，在室温下能较稳定存在，但分散体系温度升高会导致纳米棒的等离子体波红移，同时表面形成一层蓬松层，形貌类似于毛毛虫的新型金纳米棒，温度越高变化速度越快。所述的调控温度，用可见近红外实时监测得到所需的等离子体共振波长为：对金纳米棒分散体系加热，用可见近红外吸收实时监测纵向吸收波长，到达所需波长时放入冰水浴中冷却片刻，然后立即离心分离。加热的温度可为：25-100℃。

所述的分散体系为表面活性剂水溶液，主要包括十六烷基铵类阳离子表面活性剂，如十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基二甲基苯基溴化铵、十六烷基三乙基溴化铵水溶液。

本发明硫代硫酸钠或可溶性硫化物加入金纳米棒溶液后在溶液中的浓度可0.001-0.1mol/L之间变化。

所述的表面活性剂水溶液浓度在0.01～0.2mol/L范围之间即可。

本发明是在已制备好的金纳米棒的基础上，对该纳米棒通过化学处理后的等离子体波波长进行调节。

方法一：加热金纳米棒和硫代硫酸钠混合体系，用可见近红外实施监测，其对应的纵向吸收波长红移至所需波长时则停止加热，并将其放在冰水浴降温，然后立即离心分离，获得所需的类似毛毛虫外形的金纳米棒。

方法二：在金纳米棒分散体系中加入可溶性硫化物，将该混合体系加热，用可见近红外实施监测，其对应的纵向吸收波长红移至所需波长时立即将其放在冰水浴降温，然后离心分离，获得所需的类似毛毛虫外形的金纳米棒。

通过以上方法可以获得各种精确等离子体波的新型金纳米棒——类似毛毛虫外形的金纳米棒。