技術領域

本發明涉及納米顆粒薄膜的制備方法。

背景技術

納米貴金屬顆粒由于其特殊的光學特性，即表面等離子體共振(Surface?Plasmon?Resonance，SPR)，及其良好的生物相容性，在生物光學傳感、醫學診斷、臨床治療等領域顯示出巨大應用前景。球形納米金顆粒具有一個SPR吸收峰，位于520nm左右，棒狀納米金顆粒擁有長軸和短軸方向兩個幾何參數，其吸收譜有兩個SPR吸收峰，其中長軸峰隨縱橫比及環境折射率變化非常敏感。三角形納米銀顆粒擁有三個SPR吸收峰，其中面內偶極共振峰隨邊長厚度比及環境折射率變化非常敏感。這些局域介電環境依賴的共振光吸收及電場增強特性使得不同形貌的納米貴金屬顆粒在生物傳感及醫學診斷領域有很大的發展前景。

近年來，電子設備以及生物芯片的尺寸越來越小，而檢測靈敏度卻越來越高，膠體狀態的納米顆粒由于難以器件化，而無法滿足方便、快捷的進行生物傳感和醫學診斷的需要，所以研究固體薄膜狀態的納米顆粒陣列，已經成為生物傳感領域的必然趨勢。

目前，制備納米顆粒薄膜的方法比較多，都是基于平面和立體的堆積木方式組裝；途徑主要是電鍍，化學等方法；使用的基板也不相同，有金屬、玻璃、塑料等。

相比之下，使用透明的玻璃基板，利用化學方法進行電荷吸附，逐層進行組裝，具有制備過程簡單、操作容易、使用方便、光學特性保持良好的特點。這種方法是通過對玻璃基板進行處理，改變玻璃基板的帶電特性，使得此玻璃基板的帶電特性與納米顆粒相反，然后將金屬納米顆粒通過電荷相吸引的方式固定在玻璃基板上。目前經常使用的玻璃基板主要有金膜玻璃和氧化銦錫膜玻璃(ITO)。

由于不同納米顆粒的帶電特性及光學特性不相同，所以將不同形貌、不同種類的納米顆粒制備成納米薄膜具有重要的意義。而目前已有的方法通常只是制備單一形貌的球狀納米金或棒狀納米金顆粒。本發明在使用透明玻璃基板，利用化學方法進行電荷吸附，逐層進行組裝的基礎上，通過改變組裝物質和化學方法，成功的將球狀和棒狀納米金顆粒組裝在同一基片上，制備成混合薄膜，也可用于銀納米三角顆粒薄膜的制備。

發明內容

本發明的目的在于提供一種在ITO導電玻璃上制備多種形貌貴金屬納米顆粒薄膜的方法，通過改變ITO導電玻璃表面帶電特性，將不同形貌的金、銀納米顆粒制備成納米顆粒薄膜；制得的納米顆粒薄膜保持了良好的納米顆粒的光學性質。

本發明的技術方案是這樣實現的：

(1)制備納米金(球狀或棒狀)薄膜的步驟

a)將ITO導電玻璃在超聲清洗機中分別使用肥皂水和超純水清洗10-20分鐘。

b)將ITO玻璃浸入5-20mM?linear?polyethyleneimine(LPEI)和0.1-0.5M?NaCl的混合水溶液中1-3小時。

c)將ITO玻璃浸入5-20mM?Poly?sodium?styrene?sulfonate(PSS)和0.1-0.5M?NaCl的混合水溶液中1-3小時。

d)處理過的ITO玻璃經過超純水清洗后，浸入納米金(球狀或棒狀)膠體溶液中10-15小時。

e)將上步中的ITO玻璃浸入PSS溶液10-30分鐘，然后再浸入納米金(球狀/棒狀)膠體溶液30-60分鐘。

f)重復步驟e)，直到獲得滿意的涂覆效果。

(2)制備同時含有球狀和棒狀納米金薄膜的步驟

a)將ITO導電玻璃在超聲清洗機中分別使用肥皂水和超純水清洗10-20分鐘。

b)將ITO玻璃浸入5-20mM?LPEI和0.1-0.5M?NaCl的混合水溶液中1-3小時。

c)將ITO玻璃浸入5-20mM?PSS和0.1-0.5M?NaCl的混合水溶液中1-3小時。

d)處理過的ITO玻璃經過超純水清洗后，一端浸入球狀納米金膠體溶液中10-15小時。

e)上步中的ITO玻璃再次浸入5-20mM?PSS和0.1-0.5M?NaCl的混合水溶液中1-3小時。

f)處理過的ITO玻璃經過超純水清洗后，另一端浸入棒狀納米金膠體溶液中10-15小時。

g)將上步中的ITO玻璃浸入PSS溶液10-30分鐘，然后再將球狀端浸入球狀納米金膠體溶液30-60分鐘。

h)將上步中的ITO玻璃浸入PSS溶液10-30分鐘，然后再將棒狀端浸入棒狀納米金膠體溶液30-60分鐘。

i)重復步驟g)，h)，直到獲得滿意的涂覆效果。