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金纳米颗粒是最稳定的金属纳米颗粒之一,由于其具有独特的光电性能和良好的生物相容性,在光学传感器、化学传感器、催化、生物诊断、生物成像、光热治疗、药物控释等众多领域具有潜在的应用价值与发展空间。纳米金颗粒的应用范围受尺寸、形状、稳定剂的种类和纳米金颗粒间的组合方式影响。与分散纳米金相比,聚集的纳米金颗粒(特别是一维排列的纳米金颗粒)由于电磁场作用,在光热治疗和拉曼增强方面具有独特的应用。丝素蛋白作为天然高分子,具备良好的生物相容性、可降解性、机械稳定性等优点,而且丝蛋白纳米结构和二级结构可以通过改变制备条件加以调控,以具有特定纳米结构的丝蛋白为模板,调控一维纳米金的聚集,有望实现对纳米金颗粒性能的进一步提高。 在本论文中,将丝素蛋白水溶液经过浓缩、稀释、热处理后,获得在水溶液中均匀稳定分散的丝素蛋白纳米纤维,其长度可达1-2μm,高度1-2 nm,宽度15-20 nm,并且表面带有较强的负电(zeta电位在-50 mV左右)。利用化学合成法得到以PDDA(聚二甲基二烯丙基氯化铵)表面修饰的表面带有较强正电的纳米金颗粒。利用电荷的相互作用,获得纳米金颗粒和丝素蛋白纳米纤维的复合材料。 通过改变纳米金颗粒和丝素蛋白纳米纤维的质量比,调控纳米金颗粒在丝素蛋白纳米纤维上的聚集状态,获得具有不同金密度的复合纳米纤维,并探究了其在拉曼增强领域的应用效果。测试结果显示通过调控丝蛋白和金纳米颗粒的比例,可以获得具有较好拉曼增强效果的复合材料。优化后的纳米金-丝蛋白纳米纤维复合体用于检测R6G(罗丹明6G),ATP(4-对巯基苯胺)和NPT(2-萘硫酚),均可检测到10-15 M浓度。优化后的复合材料具有良好的表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)活性,可进行细胞成像,因此上述纳米金-丝蛋白复合体有望应用于生物诊断、生物成像、光热治疗、药物控释等领域。 综上所述,本文以丝素蛋白纳米纤维为模板与带正电的纳米金颗粒以不同质量比混合制得复合材料。该研究不仅提供了关于制备纳米金-丝素蛋白纳米纤维复合材料的研究数据与结果,同时也证明了纳米金-丝素蛋白纳米纤维复合材料在SERS方面较好的应用效果,拓展了丝素蛋白在纳米材料领域的应用范围。