银纳米三棱粒子各向异性组装体的等离子体耦合光谱分析研究

新型金属纳米材料组装体的等离子体光谱性质研究是揭示等离子体耦合机理、开发新型纳米器件、建立新颖分析方法的重要途径。现阶段对金属纳米粒子组装体的研究仅在普通球形、棒状纳米粒子的简单组装方面，研究内容还不够完善，组装体的等离子体耦合机理研究也不够深入。银纳米三棱粒子有特殊的形态和独特的等离子体光谱性质，其组装方式及其组装体的等离子体耦合光谱更为复杂和新颖。本项目拟定利用有机小分子、无机离子、生物大分子等与化学或生物修饰的银纳米三棱粒子相互作用，使银纳米三棱粒子进行可控的、定向的各向异性组装。利用光谱分析、显微成像等手段，研究银纳米三棱粒子组装体的等离子体耦合光谱性质，揭示粒子的各向异性组装机理和光谱耦合机理，并利用光谱变化与外来分子性质、数量的关系，建立新颖的生化分析技术。本项目对研究纳米粒子的可控组装、金属纳米粒子等离子体耦合机理、构建新型纳米光谱器件有的重要研究意义。

项目围绕研究目标和内容主要开展了如下几方面的工作：（1）研究开发了新的银纳米三棱粒子合成方法。这种方法结合普通化学合成和光辐射合成法，解决了普通化学合成所存在的粒子单分散性差，以及光辐射合成成本高、制样少的问题，得到的银纳米三棱粒子的不仅有较高的单分散性，且粒径大小可以容易的通过光辐射波长来控制；（2）研究发现了银纳米三棱粒子的不稳定性和在生物修饰上的存在的问题。这个问题使研究方向从以生物大分子为桥连的组装思路，改用小分子作为新的研究方向。（3）前两项研究基础上，我们意外开发了一种碘离子的色度分析方法，这种色度分析方法与普通色度分析方法不同的是其原理是基于银纳米三棱粒子与碘离子作用时颜色变化的一种关键色来检测，而不是基于普通色度法的颜色渐变。因此，开创了一种新的色度法检测思路，建立高灵敏的碘离子分析方法。此外，还发现银纳米三棱粒子能与汞离子作用，建立了一种汞离子的光谱分析方法；（4）研究发现柠檬酸能够诱导银纳米三棱粒子进行“面对面”定向组装。组装后，溶液的吸收光谱峰逐渐蓝移。研究还发现，银纳米三棱粒子的这种“面对面”在高温下会逐渐解组装，根据这个实验现象，我们建立了一种新颖的温度传感器。这种温度传感器与水银温度计有类似之处，当其离开被测环境后，传感温度信息不会改变；（5）研究发现多巴胺在一定温度下，可以诱导银纳米三棱粒子进行“棱对棱”的平面定向组装，组装后溶液的吸收光谱峰逐渐红移。以上两项研究发现了银纳米三棱粒子在定向组装时不同的光谱变化，解决了银纳米粒子在组装过程中，光谱是“向左走还是向右走”的问题，为研究银纳米粒子组装体的光谱变化规律提供了一定实际研究基础；（6）在研究银纳米三棱粒子的合成过程中，还研究了其他一些实验体系。例如，在研究银纳米三棱粒子的合成过程中，发现了银纳米簇有较强的催化性质，能催化抗坏血酸还原银离子生成银纳米粒子，并建立抗坏血酸的分析方法；（7）另有一部分研究设想没有完全实现，这部分主要在“多粒子微观组装的光谱分析研究”方面，虽银纳米三棱粒子的组装过程已经通过电子显微镜得以证实，但在光学显微镜的实时观察和光谱分析方面未取得实质性的进展成果。总体说来，研究计划和设想的80%以上已经完成，初步实现了银纳米三棱粒子的各向异性组装研究，并建立了一系列的分析方法。