在水相中將中性與正電性分子修飾於金奈米微粒表面之方法研究

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研究生：	蔡逸婷 Yi-Ting Tsai
論文名稱：	在水相中將中性與正電性分子修飾於金奈米微粒表面之方法研究
指導教授：	陳俊顯 Chun-hsien Chen
口試委員:
學位類別：	碩士 Master
系所名稱：	理學院 - 化學系 Department of Chemistry
論文出版年：	2004
畢業學年度：	92
語文別：	中文
論文頁數：	95
中文關鍵詞：	金奈米微粒、修飾
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在金奈米微粒表面修飾中性或正電性的有機分子，常導致奈米微粒因不穩定而聚集。常見的金奈米微粒表面會吸附陰離子而帶負電，靠著同電相斥分散在溶液中，但當加入中性或正電性分子時，奈米微粒會因表面負電荷減少或被中和而產生碰撞聚集。為解決此現象，我們設計兩階段修飾的方法，將中性或正電性分子修飾在金奈米微粒表面。第一階段為將帶負電的短碳鏈硫醇修飾在金奈米微粒的表面，利用硫金鍵結將吸附的陰離子取代，而形成穩定的分子保護層。第二階段為利用長碳鏈分子易取代短碳鏈分子的特性，加入中性或正電性的長鏈分子來置換表面的短鏈硫醇。
在嘗試許多短鏈硫醇後，我們選擇使用thioctic acid (TA)作為第一階段的分子，因為TA的碳鏈短易被長鏈分子取代，且含有兩個硫原子比單硫分子的鍵結力強，不易從奈米微粒表面離開，讓長鏈分子有足夠的時間形成較緻密的保護層。如此可避免修飾的過程中，奈米微粒表面失去負電荷，產生碰撞聚集，而將中性或正電性分子修飾到金奈米微粒的表面。
本論文藉由IR與XPS結果證實所修飾的分子被接在奈米微粒表面上，顯示兩階段修飾的方法，可成功地將中性與正電性分子修飾於金奈米微粒表面。論文中並分別以IR、XPS探討分子在奈米微粒表面上排列的情況與覆蓋率，以及利用UV/Vis觀察在不同的pH值下，各種奈米微粒的穩定情形。

第一章、緒論.............................................1
1-1 金奈米微粒相關介紹.....    ..............................1
1-1-1 簡介...............................................1
1-1-2 金奈米微粒的光學性質.    ..............................2
1-1-3 金奈米微粒的製備方法...............................3
1-1-4 金奈米微粒的相關應用.    ..............................6
1-1-4-1 DNA偵測器.    .......................................6
1-1-4-2 溫度感應器    .......................................11
1-2 研究動機......    .......................................15
第二章、實驗部分.........................................17
2-1 實驗藥品與器材.......................................17
2-1-1 化學藥品...........................................17
2-1-2 實驗器材...........................................19
2-2 實驗儀器設備.........................................20
2-3 實驗步驟.............................................21
2-3-1 金奈米微粒的製備...................................21
2-3-2 硫醇分子的合成.....................................22
2-3-2-1 2-(12-mercaptododecyloxy)methyl-15-crown-5 ether
        的合成...........................................22
2-3-2-1-1 2-(12-bromododecyloxy)methyl-15-crown-5 ether
          的合成.........................................23
2-3-2-1-2 2-(12-mercaptododecyloxy)methyl-15-crown-5 ether
          的合成.........................................23
2-3-2-2 per-6-thio-β-cyclodextrin的合成..................26
2-3-2-2-1 合成前的處理步驟...............................26
2-3-2-2-1-1 β-cyclodextrin的除水.........................26
2-3-2-2-1-2 Vilsmeier-Haack reagent的合成................27
2-3-2-2-2 per-6-bromo-β-cyclodextrin的合成...............29
2-3-2-2-3 per-6-thio-β-cyclodextrin的合成................31
2-3-2-3 11-mercaptoundecylamine的合成....................34
2-3-2-3-1 11-mercaptoundecylamide的合成..................34
2-3-2-3-2 11-mercaptoundecylamine的合成..................35
2-3-3修飾硫醇分子於金奈米微粒之步驟......................37
2-3-3-1 金奈米微粒粒徑篩選...............................37
2-3-3-2 硫醇分子第一階段的修飾...........................37
2-3-3-3 硫醇分子第二階段的修飾...........................38
2-3-4 測定金奈米微粒性質之相關儀器.......................40
2-3-4-1 紫外光/可見光(UV/Vis)光譜儀的量測................40
2-3-4-1-1 紫外光/可見光(UV/Vis)光譜的樣品製備與量測......40
2-3-4-1-2 緩衝溶液的配製.................................41
2-3-4-2 紅外光(IR)光譜儀的量測...........................43
2-3-4-3 穿透式電子顯微鏡(TEM)的量測......................44
2-3-4-3-1 穿透式電子顯微鏡(TEM)的樣品製備................44
2-3-4-3-2 計算平均粒徑的軟體操作.........................44
2-3-4-3-2-1 TEM照片的處理................................44
2-3-4-3-2-2 金奈米微粒之粒徑計算.........................46
2-3-4-4 X光電子能譜儀(XPS)的量測.........................47
第三章、結果與討論.......................................49
3-1第一階段硫醇分子的選擇................................51
3-1-1金奈米微粒粒徑的篩選................................51
3-1-2 第一階段硫醇分子的篩選.............................54
3-1-3 硫醇分子TA的修飾過程...............................57
3-1-4 表面修飾TA的金奈米微粒的穩定性.....................59
3-2 第二階段硫醇分子的修飾...............................61
3-2-1 第二階段硫醇分子的修飾過程.........................61
3-2-2 硫醇分子在金奈米微粒表面的覆蓋率...................65
3-3 經兩階段修飾後各金奈米微粒的穩定性...................70
第四章、其他應用.........................................75
4-1 11-MUASA修飾的金奈米微粒.............................75
4-1-1 11-MUASA的修飾過程.................................75
4-1-2表面含11-MUASA的金奈米微粒辨識離子能力的測試........81
4-2 萬古黴素二聚物的修飾.................................88
第五章、結論.............................................91
第六章、參考文獻.........................................92

                                

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