Plasmonic 感觉的响应能力的 Microgel 综合胶体

雷斯 M. 里斯教授 Marzan

雷斯 M. 里斯Marzan, Departamento de Quimica Fisica, Unidad Asociada CSIC-Universidade de 比戈 36310 比戈,西班牙教授。 对应的作者: lmarzan@uvigo.es

浓缩贵重金属 nanoparticles 的利息源于应用与他们的有趣光学性能有关,在传导电子连贯动摆基础上,当照耀与一个适当的电磁辐射。 在 nanoparticles 的这样电子动摆,叫作局限化的表面胞质基因共鸣或 LSPRs。 对应的共鸣频率可以通过 nanoparticles 的构成、范围和形状调整,典型地发生 (为金子、银和铜) 在这个可视或近红外线光谱范围。 这提升锋利和强烈的绝种范围以 LSPR 频率,但是另外产生高电场在 nanoparticles 出现,可能值得注意地影响在它旁边位于的分子化学和分光学。

其中一个广泛被学习的作用是分散表面改进的喇曼 (SERS),分散信号的喇曼大改进被记录,当分子被吸附在金属 nanostructures 上时。 这个要求分子在与金属表面的几乎接近制约了 SERS 的应用作为一个通用超灵敏的技术,并且那里是对的盖层发展的需要可能有效地捕捉分析物分子和带来他们接近金属 nanostructure。[1]

在此环境,因为他们结合纳米颗粒核心的光子的属性和聪明的 microgel 涂层的诱捕能力, nanocomposite 包括在聚合物水凝胶壳内的微粒胶体一金属纳米颗粒能被看见作为一名适当的候选人为解决此问题。 明显地,高效的生产这样的杂种胶体要求对核心微粒的范围和形状的一个准确的控制,方法适当地调整这个系统的光学回应。

这可以通过先进的胶态化学方法达到,在数十年期间,最后夫妇主要被开发了。 关于聚合物壳,刺激响应能力的材料是特别有趣由于他们的在外部切换和处理的潜在。 一个公用示例是多的 (N-isopropylacrylamide) (pNIPAM),在水中经过从一个亲水,水圆鼓的状态的相变与一个疏水,球状状态,当加热在其更低的重要解决方法温度上, (LCST)在 32 ºC 前后的一个 thermoresponsive 聚合物。 共聚用单体的添加建议添加快速响应往不同的刺激例如温度、酸碱度、离子强度或者光。

我们最近开发一个新颖和高效率的方法涂上十六烷基三甲基铵溴化物 (CTAB) - 与 pNIPAM 的加盖的金 nanoparticles,介入最初的涂层与 NIPAM 单体的稀薄的多苯乙烯壳和随后的乳化液聚化在多苯乙烯填装的 nanoparticles 的。[2] 发生的核心壳结构通过详细 TEM、 AFM 和紫外力分光学分析确实地被分析了。 一个温度主导,可逆膨胀deswelling 转移在核心壳系统被识别,与转变温度类似于那纯 microgel 系统,可以通过 (双面布料) 表面胞质基因班次容易地被监控。

作为 CTAB 浓度功能,金属核心的进一步增长在 microgel 内的导致不同的形态学,准许调整光学回应和环境区分。 所有这些结果展示金属核心的可及性,为应用是关键的例如催化或 biosensing。

例如, pNIPAM 壳的 thermoresponsive 工作情况被利用获取有机污染物,可能通过金子核心 [3 的 (SERS)] 胞质基因共鸣协助解决的表面改进的喇曼分散容易地被检测。 此传感器的运算在萘酚的确定的表 1 说明在解决方法的。 萘酚不包含可能化工束缚到金属表面的官能团,但是它可以在 microgel 网络内被困住,当崩溃在 LCST 上,因而到达这个核心和允许我们记录有意义的 SERS 光谱。 有趣地,萘酚分子获得发行,当温度降低时,并且 microgel 胀大,因此我们可以说这个传感元件运作一个可逆方式。

图 1. 从 Au@pNIPAM 胶体记录的 SERS 光谱与 10 µM 1 萘酚联系,在再低 (被留下),高 (中间) 和低温 (正确),与圆鼓 (左右) 和倒塌的 (中间名) microgel 相应,如动画片所显示。 因为萘酚分子在金子核心旁边,被困住一个优质 SERS 光谱在这个倒塌的状态可能只被记录。

在这些巧妙的 plasmonic 传感器设计的另外的预付款包括:

  • 金 nanorods 和他们的在原处涂层的封闭与银 [4],或者
  • 磁性功能的并网,通过镍的减少在金子核心 [5 的] 表面的或
  • 小的氧化钢 nanoparticles 的并网在同样 microgels [6 内的]。

所有这些方法开张新的大道往生产各种各样的分析物的超灵敏的确定的小型化的传感器。


参考

[1] 通用 SERS 检测的, Chem R.A. Alvarez 普埃布拉、 L.M. 里斯Marzán,陷井和笼子。 Soc. 2011年。 doi : 10.1039/c1cs15155j

[2] R. Contreras-Cáceres、 M. Karg, I. 帕斯托里萨桑托斯, J. Perez-Justee, J. Pacifico, T. Hellweg, A. Fernandez-Barberoo, L.M. 里斯Marzán,金 nanoparticles 封闭和增长在 thermoresponsive microgels,副词的。 Mater。 2008年, 20日 1666-1670。

[3] R.A. Alvarez 普埃布拉, R. Contreras-Caceress, I. 帕斯托里萨桑托斯, J. Perez-Justee, L.M. 里斯Marzán,作为分子陷井的 Au@pNIPAM 胶体表面改进的,分光镜,超灵敏的分析的, Angew。 Chem。 Int. Ed.2009, 48, 138-143。

[4] R. Contreras-Cáceres, I. 帕斯托里萨桑托斯, R.A. Alvarez 普埃布拉, J. Perez-Justee, A. Fernandez-Barberoo, L.M. 里斯Marzán,在 microgel 胶体内的增长的 Au/Ag nanoparticles 分散检测, Chem 的改进的表面改进的喇曼的。 Eur. J. 2010年, 16, 9462 - 9467。

[5] A. Sánchez 伊格莱斯, M. Grzelczak, B. Rodriguez-Gonzalezez, P. 瓜迪亚Girós, I. 帕斯托里萨桑托斯, J. Perez-Justee, M. Prato, L.M. 里斯Marzán,多功能综合 microgels 综合通过在 pNIPAM 上漆的澳大利亚 nanoparticles, ACS 纳诺 2009年, 3, 3184-3190 的在原处 Ni 增长。

[6] R. Contreras-Cáceres, S. Abalde-Cela, P. 瓜迪亚Girós, A. Fernandez-Barberoo, J. Perez-Justee, R.A. Alvarez 普埃布拉, L.M. 里斯Marzán,多功能 SERS ultradetection 的, Langmuir 2011年, 27, 4520-4525 microgel 磁性/光学陷井。

Date Added: Aug 2, 2011 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 14. June 2013 09:07

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