新产品！专为生命科学和材料科学设计的金纳米颗粒

2025-04-24 18:33:50 默克生命科学

胶体金纳米颗粒因其与可见光相互作用产生的鲜艳色彩在艺术绘画中被广泛使用。近年来，这些独特的光电特性在高科技领域（如有机光伏、传感探针、治疗剂、生物医学中的药物递送、电子导体和催化）得到了深入研究与应用。通过改变金纳米颗粒的尺寸、形状、表面化学性质或聚集状态，可调控其光学和电子特性。

光学特性与表面等离子体共振

金纳米颗粒与光的相互作用受其环境、尺寸和物理形状的显著影响。当光线在胶体纳米颗粒附近传播时，其振荡电场与颗粒中的自由电子相互作用，引发电子电荷的协同振荡，这种振荡与可见光频率共振，称为表面等离子体共振（SPR）。

· 小尺寸颗粒（约30 nm）：SPR导致蓝绿光（约450 nm）被吸收，红光（约700 nm）被反射，呈现深红色。

· 大尺寸颗粒：SPR吸收峰红移，红光被吸收，蓝光被反射，溶液呈浅蓝或紫色（图1）。

· 接近宏观尺寸：SPR波长移至红外波段，大部分可见光被反射，颗粒呈透明或半透明。

图1：单分散金纳米颗粒的尺寸与颜色

表面修饰与抗聚集

向金溶液中添加过量盐分时，金纳米颗粒表面电荷被中和，导致聚集，溶液颜色由红变蓝。为减少聚集，可通过聚合物、小分子或生物识别分子对颗粒表面进行修饰，使其广泛应用于化学、生物、工程和医学领域（表1和2）。

表1：金纳米颗粒

直径	纳米颗粒/mL	SPR峰	摩尔消光系数(M^-1cm^-1)	货号
5 nm	5.47 x 10¹³	515-520 nm	1.10 x 10⁷	741949 (Surfactant Stabilized) 752568 (PBS)
10 nm	5.98 x 10¹²	515-520 nm	1.01 x 10⁸	741957 (Surfactant Stabilized) 752584 (PBS)
15 nm	1.64x10¹²	520 nm	3.67x10⁸	777137 (Surfactant Stabilized) 777099(PBS)
20 nm	6.54 x 10¹¹	524 nm	9.21 x 10⁸	741965(Surfactant Stabilized) 753610(PBS)
30 nm	1.79 x 10¹¹	526 nm	3.36 x 10⁹	741973 (Surfactant Stabilized) 753629 (PBS)
40 nm	7.15 x 10¹⁰	530 nm	8.42 x 10⁹	741981 (Surfactant Stabilized) 753637(PBS)
50 nm	3.51 x 10¹⁰	535 nm	1.72 x 10¹⁰	742007(Surfactant Stabilized) 753645 (PBS)
60 nm	1.96 x 10¹⁰	540 nm	3.07 x 10¹⁰	742015(Surfactant Stabilized) 753653 (PBS)
80 nm	7.82 x 10⁹	553 nm	7.70 x 10¹⁰	742023 (Surfactant Stabilized) 753661 (PBS)
100 nm	3.84 x 10⁹	572 nm	1.57 x 10¹¹	742031(Surfactant Stabilized) 753688(PBS)

表2：

直径	纳米颗粒/mL	表面积（nm²）	浓度（mg/ml）	货号
150 nm	3.60 x 10⁹	7.07 x 10⁴	1.20 x 10^-1	742058(Surfactant Stabilized)
200 nm	1.9 x 10⁹	1.26 x 10⁵	1.55 x 10^-1	742066(Surfactant Stabilized)
250 nm	7.1 x 10⁸	1.96 x 10⁵	1.13 x 10^-1	742074(Surfactant Stabilized)
300 nm	4.5 x 10⁸	2.83 x 10⁵	1.24 x 10^-1	742082(Surfactant Stabilized)

金纳米颗粒的多样化应用

电子领域¹：金纳米颗粒被设计用作从印刷油墨到电子芯片的导体。随着电子器件小型化，纳米颗粒成为芯片设计中的重要组件。纳米级金颗粒用于连接电子芯片中的电阻、导体和其他元件。
光热治疗²：近红外吸收型金纳米颗粒（包括金纳米壳和纳米棒）在700-800 nm波长光激发下产热，可靶向消融肿瘤。当光照射含有金纳米颗粒的肿瘤时，颗粒迅速升温杀死肿瘤细胞（称为热疗）。
药物递送³：药物可包覆于金纳米颗粒表面。其高表面积-体积比使表面可负载数百个分子（包括治疗剂、靶向剂和防污聚合物）。
传感器⁴：金纳米颗粒用于多种传感器。例如，基于金纳米颗粒的比色传感器可检测食品是否适合食用。其他方法（如表面增强拉曼光谱）利用金纳米颗粒作为基底，测量化学键的振动能量，也可用于无标记检测蛋白质、污染物等分子。
探针⁵：金纳米颗粒可散射光并在暗场显微镜下产生多种颜色。其散射颜色目前用于生物成像。此外，金纳米颗粒密度较高，适合作为透射电镜探针。
诊断⁶：金纳米颗粒用于检测心脏病、癌症和病原体的生物标志物，也常见于侧流免疫层析（如家用验孕试纸）。
化学催化⁷：金纳米颗粒在多种化学反应中作为催化剂，可用于选择性氧化或还原反应（如氮氧化物）。其燃料电池应用正在开发中，可能对汽车和显示产业产生重要影响

专为生命科学和材料科学设计的

高科技金纳米颗粒

默克与Cytodiagnostics公司合作，提供专为生命科学和材料科学设计的金纳米颗粒，尺寸覆盖5 nm至400 nm，表面功能多样，溶剂体系丰富。其独特制备工艺（无需强还原剂）赋予产品以下优势：

· 窄尺寸分布：通过动态光散射（DLS）和TEM验证，每批次均经DLS和紫外-可见光谱（UV-Vis）检测（图2）。

图2：动态光散射和紫外-可见光谱验证不同粒径的金纳米颗粒

· 均一性：即使超过100 nm，变异系数（CV）仍<10%，保持着较好的单分散性。（图3）

图3：透射电镜图像展示较低的变异系数

新品推荐

除此之外，我们还提供一系列新型的金纳米颗粒，其表面通过不同的官能团进行修饰，可满足多种应用的需求。官能团修饰的金纳米颗粒是通过在金纳米颗粒表面引入特定官能团（如羧基、氨基、巯基、生物分子等）以实现功能化改性的材料。这种修饰不仅增强了金纳米颗粒的稳定性，还赋予其定向结合、靶向识别、环境响应等特性，使其在生物医学、催化、传感等领域具有广泛应用。

表3：官能团修饰金纳米颗粒

货号	描述
927880-1ML	Gold nanoparticles, 10 nm diameter, Ni-NTA functionalized, 1ml, 50OD, in water
927899-1ML	Gold nanoparticles, 15 nm diameter, Ni-NTA functionalized, 1ml, 50OD, in water
927902-1ML	Gold nanoparticles, 20 nm diameter, Ni-NTA functionalized, 1ml, 50OD, in water
927910-1ML	Gold nanoparticles, 30 nm diameter, Ni-NTA functionalized, 1ml, 50OD, in water
927929-1ML	Gold nanoparticles, 40 nm diameter, Ni-NTA functionalized, 1ml, 50OD, in water
927937-1ML	Gold nanoparticles, 50 nm diameter, Ni-NTA functionalized, 1ml, 50OD, in water
927945-1ML	Gold nanoparticles, 60 nm diameter, Ni-NTA functionalized, 1ml, 50OD, in water
927953-1ML	Gold nanoparticles, 70 nm diameter, Ni-NTA functionalized, 1ml, 50OD, in water
927961-1ML	Gold nanoparticles, 80 nm diameter, Ni-NTA functionalized, 1ml, 50OD, in water
927988-1ML	Gold nanoparticles, 90 nm diameter, Ni-NTA functionalized, 1ml, 50OD, in water
927996-1ML	Gold nanoparticles, 100 nm diameter, Ni-NTA functionalized, 1ml, 50OD, in water
928062-1ML	Gold nanoparticles, 5 nm diameter, Alkyne functionalized, 1ml, 50OD, in water
928070-1ML	Gold nanoparticles, 10 nm diameter, Alkyne functionalized, 1ml, 50OD, in water
928089-1ML	Gold nanoparticles, 15 nm diameter, Alkyne functionalized, 1ml, 50OD, in water
928097-1ML	Gold nanoparticles, 20 nm diameter, Alkyne functionalized, 1ml, 50OD, in water
928100-1ML	Gold nanoparticles, 30 nm diameter, Alkyne functionalized, 1ml, 50OD, in water
928119-1ML	Gold nanoparticles, 40 nm diameter, Alkyne functionalized,1ml, 50OD, in water
928127-1ML	Gold nanoparticles, 50 nm diameter, Alkyne functionalized, 1ml, 50OD, in water
928135-1ML	Gold nanoparticles, 60 nm diameter, Alkyne functionalized, 1ml, 50OD, in water
928143-1ML	Gold nanoparticles, 70 nm diameter, Alkyne functionalized, 1ml, 50OD, in water
928151-1ML	Gold nanoparticles, 80 nm diameter, Alkyne functionalized, 1ml, 50OD, in water
928178-1ML	Gold nanoparticles, 90 nm diameter, Alkyne functionalized, 1ml, 50OD, in water
928186-1ML	Gold nanoparticles, 100 nm diameter, Alkyne functionalized, 1ml, 50OD, in water
928194-1ML	Gold nanoparticles, 100 nm diameter, Azide functionalized, 1ml, 50OD, in water
928208-1ML	Gold nanoparticles, 90 nm diameter, Azide functionalized, 1ml50OD, in water
928216-1ML	Gold nanoparticles, 80 nm diameter, Azide functionalized, 1ml, 50OD, in water
928224-1ML	Gold nanoparticles, 70 nm diameter, Azide functionalized, 1ml, 50OD, in water
928232-1ML	Gold nanoparticles, 60 nm diameter, Azide functionalized, 1ml, 50OD, in water
928240-1ML	Gold nanoparticles, 50 nm diameter, Azide functionalized, 1ml, 50OD, in water
928259-1ML	Gold nanoparticles, 40 nm diameter, Azide functionalized, 1ml, 50OD, in water
928267-1ML	Gold nanoparticles, 30 nm diameter, Azide functionalized, 1ml, 50OD, in water
928275-1ML	Gold nanoparticles, 20 nm diameter, Azide functionalized, 1ml, 50OD, in water

参考

1.Huang D, Liao F, Molesa S, Redinger D, Subramanian V. 2003. J. Electrochem. Soc.. 150(7):G412.

2.Stuchinskaya T, Moreno M, Cook MJ, Edwards DR, Russell DA. 2011. Photochem. Photobiol. Sci.. 10(5):822.

3.Brown SD, Nativo P, Smith J, Stirling D, Edwards PR, Venugopal B, Flint DJ, Plumb JA, Graham D, Wheate NJ. 2010. J. Am. Chem. Soc.. 132(13):4678-4684.

4.Ali ME, Mustafa S, Hashim U, Che Man YB, Foo KL. 2012. Journal of Nanomaterials. 20121-7.

5.Perrault SD, Chan WCW. 2010. 107(25):11194-11199.

6.Peng G, Tisch U, Adams O, Hakim M, Shehada N, Broza YY, Billan S, Abdah-Bortnyak R, Kuten A, Haick H. 2009. 4(10):669-673.

7.Thompson DT. 2007. Nano Today. 2(4):40-43.