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银纳米微粒的制备和光谱特性研究及分析应用
银纳米微粒的制备和光谱特性研究及分析应用
摘要：银纳米微粒的制备和光谱特性研究及分析的应用一直是研究热点。本文综述了银纳米微粒制备方法，包括化学还原法，生物还原法，溶液热法等方法，着重介绍了化学还原法的制备过程;探讨了银纳米微粒的光谱特性，包括表面等离子共振吸收和增强拉曼散射等现象，及其测量原理;最后概述了银纳米微粒的应用，包括生物传感器、病原体检测和医学成像等。
关键词：银纳米微粒；制备；光谱特性；应用
1.介绍
银纳米微粒具有独特的光学、电学、磁学和化学性质，在生物传感、生物成像和疾病诊断等方面有着广泛的应用前景[1,2]。因此，银纳米微粒的制备和光谱特性研究及分析的应用一直是研究热点。
2.银纳米微粒的制备方法
目前，常用的银纳米微粒制备方法包括化学还原法、生物还原法、溶液热法等[3-5]。
2.1化学还原法
化学还原法是目前用得最广泛的制备银纳米微粒的方法，过程简单、操作容易、控制粒径较为容易[6]。化学还原法通常采用还原剂还原银离子，基本反应方程式为：Ag++e-→Ag。其中，还原剂有氢气、还原糖、多酚、内酯等[7]。
典型的化学还原法制备银纳米微粒可分为如下步骤：
1.加入还原剂、稳定剂、溶剂和银盐溶液；
2.在室温下搅拌，使还原剂还原银离子；
3.用沉淀法或离心法收集银纳米微粒。
2.2生物还原法
生物还原法是一种以微生物为还原剂制备银纳米微粒的方法，利用微生物的代谢活动还原银离子，生成银纳米微粒[8]。生物还原法可以消除化学还原法中使用的毒性还原剂，并且环境友好[9]。通过选择不同的微生物，可实现对银纳米微粒形态、尺寸、稳定性的控制[10]。
2.3溶液热法
溶液热法是一种用水或者其他有机溶剂运用高温高压条件进行反应的方法，通过适当的温度和压力来控制溶剂饱和度，从而控制粒径[11,12]。在溶液中加入还原剂和稳定剂，在高温高压下反应，可得到粒径均一的银纳米微粒。
3.银纳米微粒的光谱特性
银纳米微粒与光的相互作用是银纳米微粒独特性质的体现[2]，表现在电磁场和粒子之间的相互作用上，并具有表面等离子共振吸收和增强拉曼散射等现象[13]。
3.1表面等离子共振吸收
表面等离子共振（Surfaceplasmonresonanc，SPR）是银纳米微粒的一种光学性质，是由于银纳米颗粒表面自由电子的集体振荡而产生的。SPR在可见光区域表现为强烈的吸收光谱峰，SPR峰的位置和大小取决于银纳米微粒的形态、尺寸和制备方法等[14]。
3.2增强拉曼散射
拉曼效应包括常规拉曼效应和表面增强拉曼效应（Surface-enhancedRamanscattering,SERS）[15]。银纳米微粒在拉曼散射的作用下，可引起非常强烈的电磁场局域化效应，从而加强了被检测样品分子的散射强度[16]，使可检测到低浓度分子，提高了检测的灵敏度。
4.银纳米微粒的应用
银纳米微粒由于其在光学、电学、磁学和化学等领域的独特性质，成为研究热点，并被应用于多个领域。
4.1生物传感器
银纳米微粒在生物传感器领域中得到了广泛的应用，可以作为荧光探针、信号放大器、光学/电化学传感器的构建单元，并获得了广泛的研究[17-19]。银纳米微粒是一种可控制的金属增强型荧光物，可以放大荧光信号[20]，因此，在医学诊断、蛋白质分析和基因检测等方面有着广泛的应用前景。
4.2病原体检测
银纳米微粒在病原体检测方面也得到了广泛的应用。通过选择适当的生物传感方法，可以针对不同的病原体进行检测[21,22]。银纳米微粒可以作为基质载体，作为多肽、抗体或寡核苷酸的载体，检测结果灵敏又可靠，具有非常好的应用前景。
4.3医学成像
银纳米微粒还具有良好的成像效果，可以在磁共振成像（Magneticresonanceimaging,MRI）、X-线成像、单光子发射计算机断层成像（Singlephotonemissioncomputedtomography,SPECT）等成像领域得到广泛应用，并在肿瘤诊断方面有着良好的应用前景[23-25]。
5.结论
银纳米微粒的制备和光谱特性研究及分析应用是当前研究的热点之一。化学还原法是目前用得最广泛的方法，同时表面等离子共振和增强拉曼散射也是银纳米微粒独特性质的体现。银纳米微粒在生物传感、病原体检测和医学成像等领域有着广泛的应用前景。