奈米微粒間的靜電斥力對偵測靈敏度之影響：利用十五冠五醚修飾之金奈米微粒偵測水溶液中的鉀離子

吳怡姍(Yi-Shan Wu)

指導教授 ： 陳益佳 ； 陳俊顯

國立清華大學/理學院/化學系/碩士(2007年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2007.00467

摘要

奈米微粒自分散到聚集會造成表面電漿共振特徵吸收峰波長的位移，而改變溶液的顏色，藉由顏色的變化可將奈米微粒應用在比色的感測分析上。一般的研究方向多著重於設計辨識力更強的官能基或消光係數更大的微粒，以增進這類方法的偵測靈敏度。通常奈米微粒表面修飾帶電性的分子以維持其穩定分散，然而粒子之間的靜電斥力會阻礙奈米微粒聚集，影響偵測靈敏度。針對這點本研究提供一個被忽略的概念，藉由降低粒子間的靜電斥力以提高偵測靈敏度。為了說明靜電斥力對偵測靈敏度的影響，我們利用表面修飾15冠5醚的金奈米微粒偵測水溶液中的鉀離子為實驗系統。
利用兩階段修飾法合成出表面修飾15冠5醚的金奈米微粒，表面有扮演穩定基角色的TA (thioctic acid)，TA的羧酸根解離後產生的負電荷使奈米金表面電性為負，而提供穩定分散的靜電斥力。影響靜電斥力的因素有溶液pH值、離子強度以及表面上負電密度(TA密度)，本研究中討論這些因素對於偵測靈敏度的影響。
實驗的結果說明降低粒子間的靜電斥力確實可提高偵測靈敏度，在我們所選用的系統中，藉由降低靜電斥力得到一個最佳化的實驗條件為溶液pH 6.25、離子強度8.14 mM、金奈米微粒為15.0 micromole 15c5-4-SH修飾量之15c5-4/TA-GNPs，對鉀離子的偵測極限為1.0 microM。

關鍵字

奈米微粒 ； 靜電斥力 ； pH ； 離子強度 ； 偵測靈敏度

參考文獻

(5) Ball, P.; Garwin, L. Nature 1992, 355, 761-766.

(6) Kawabata, A.; Kubo, R. J. Phys. Soc. Jpn. 1966, 21, 1765-1772.

(7) Moores, A.; Goettmann, F. New J. Chem. 2006, 30, 1121-1132.

(8) Link, S.; El-Sayed, M. A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 4212-4217.

(9) Link, S.; El-Sayed, M. A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 8410-8426.