纳米金溶胶|金纳米粒子|生物应用

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纳米金溶胶/金纳米粒子的应用

对于纳米金溶胶的应用十分广泛，如在催化方面、体外诊断、传感方面的应用。

1、催化方面：

金纳米粒子有高效的催化活性,尤其是低温活性好,在化学反应中有着良好的应用前景。把金纳米粒子负载在活性炭、二氧化钛、氧化锌、氧化铝等载体上时,表面积大大增加,熔点降低,表面流动性增加;原子的电子轨道相互重叠减少,原子的行为向单个原子靠拢,而不同于多个原子团;与载体接触的原子数增加。近年来纳米金作为非均相和均相催化剂,在催化降解、氧化反应、加氢反应方面得到了广泛应用。

文献介绍：甘玉琴等制备负载不同粒径金纳米粒子的二氧化钛薄膜,以亚甲基蓝降解反应评价薄膜的光催化活性。结果表明,与纯的二氧化钛薄膜相比,负载不同粒径Au纳米粒子的二氧化钛薄膜的光催化活性均有不同程度的提高,负载平均粒径约8nm的金纳米粒子的二氧化钛薄膜电极具有最高的光催化活性。

Zwijnenburg等用丙烯、氧气、氢气为反应体系,以Au/TiO2/SiO2作催化剂,在温度为373K时,环氧丙烷产率为112%,生成的水与环氧丙烷比值为291。若以Pt-Au/TiO2/SiO2为催化剂,生成的环氧丙烷产率为110%,生成的水与环氧丙烷比值为93。此外,金纳米粒子催化剂在醛类的部分氢化反应中表现出良好的选择性。

2、体外诊断：

胶体金作为标记物用于免疫组织化学始于1971年,Faulk等应用电镜免疫胶体金染色法(IGS)观察沙门氏菌;1978年,Geoghega发现了胶体金标记物在光镜水平的应用。因为金纳米粒子的颜色可随粒径的不同而变化,并且易和蛋白质、抗体等生物大分子结合,故其在生化分析方面有重要应用价值。

文献介绍：张宏等研究发现,纳米金对多巴胺和抗坏血酸的氧化有催化作用,而且对多巴胺还有良好的富集作用,并且能大大提高测定多巴胺的选择性。若能将纳米金修饰到微电极上,将有可能用于活体检测。另外,纳米金也可用于光学探针和电化学探针,如纳米金与巯基标记的生物活性大分子结合后形成的探针可用于生物体系的检测中,通过抗原抗体的相互作用可以得到清晰的光学或电子显微镜图像。在测定过程中,可以用电学、光学等各种手段。

3、传感方面：

金纳米粒子良好的导电性、高的表面化学活性等特殊的性质,能大大减小电子给体与受体间的距离,提高电子与电极之间的传递速率,在提高生物传感器性能方面有着重要的应用。

文献介绍：任湘菱等用琥珀酸二异辛酯磺酸钠/环己烷反胶束体系合成憎水纳米银-金复合颗粒,并与聚乙烯醇缩丁醛构成复合固酶膜基质,用溶胶-凝胶法固定葡萄糖氧化酶,构建葡萄糖生物传感器。实验表明,纳米憎水银-金颗粒可以大幅度提高固定化酶的催化活性,响应电流从相应浓度的几十纳安增强到几万纳安。并探讨了纳米颗粒效应在固定化酶中所起的作用,为纳米颗粒在生物传感器领域中的应用提供了可供参考的实验和理论依据。岳波等采用聚丙烯酰胺包埋葡萄糖氧化酶制备酶电极,考察了聚丙烯酰胺溶液浓度、纳米颗粒对电极响应的影响。结果表明,引入亲水性金纳米粒子可增大酶电极的响应电流,促进电子在FAD中心和电极间的转移,降低传感器的工作电压(小于014V)。

纳米金在蛋白质免疫、电极修饰、微电子器件、微生物检测、生物芯片制备等方面也表现出了巨大的应用价值。金纳米粒子由于具有高催化活性、良好的生物相容性、优良的导电性能以及一系列的纳米效应, 有望进一步综合利用其各种优越性能,使之在生物医学、化学工业等领域发挥更大的作用。