二氧化硅包覆銀納米顆粒的描述

一、結構與形貌特征

• 核層（銀納米顆粒）：核心為球形或其他形貌（如棒狀、立方狀）的銀納米顆粒，尺寸通常為 5-100 nm，其表面等離子體共振（SPR）特性是核心功能基礎。

• 殼層（二氧化硅）：包覆在銀核表面的 SiO?層，厚度可通過制備條件調控（通常為 1-100 nm），殼層可為致密結構或介孔結構（介孔殼層可提供更多負載位點）。

• 整體形貌：通過透射電子顯微鏡（TEM）可清晰觀察到核 - 殼結構，銀核為高電子密度區域（暗色），SiO?殼層為低電子密度區域（淺色），整體分散性良好，不易團聚。

二、主要制備方法

1. St?ber 法（經典溶膠 - 凝膠法）
   常用的方法，以正硅酸乙酯（TEOS）為硅源，在醇 - 水混合體系中，通過氨水（NH??H?O）催化 TEOS 水解縮合，在銀納米顆粒表面沉積 SiO?。

• 預處理：銀納米顆粒表面需預先修飾（如用檸檬酸根、巰基硅烷偶聯劑），增加表面羥基（-OH）或硅氧基團，提高與 SiO?的結合力，避免殼層脫落。

• 調控參數：通過改變 TEOS 濃度、反應時間、氨水用量可控制殼層厚度（如 TEOS 濃度越高、反應時間越長，殼層越厚）。

2. 反相微乳液法
   在油包水（W/O）微乳液體系中（如環己烷 - 吐溫 80 - 水），銀納米顆粒分散在水核中，TEOS 在微乳液滴內水解，形成的 SiO?優先在銀顆粒表面沉積，可制備尺寸均一、殼層可控的 Ag@SiO? NPs。

• 優勢：殼層厚度調控更精準，適用于制備小尺寸殼層（<10 nm）。

3. 種子生長法
   先制備薄殼層 Ag@SiO? NPs 作為 “種子"，再通過二次或多次 St?ber 反應，使 SiO?在已有殼層表面繼續生長，實現厚殼層（>50 nm）的制備，且殼層更致密。

三、性能優勢

1. 化學穩定性顯著提升

• 銀納米顆粒易被氧化（生成 Ag?O 或 AgCl），導致 SPR 性能退化；SiO?殼層可隔絕空氣、水及腐蝕性離子，保護銀核不被氧化或腐蝕，延長材料壽命。

• 例：未包覆的銀納米顆粒在含鹽溶液中（如生理體液）易團聚失效，而 Ag@SiO? NPs 可穩定分散。

2. 生物相容性改善

• 裸露銀納米顆粒可能釋放過量 Ag?，對細胞產生毒性；SiO?殼層可減緩 Ag?釋放速率，降低毒性，且 SiO?本身生物相容性優異。

• 殼層表面可修飾羥基（-OH），便于進一步偶聯生物分子（如抗體、肽段），實現靶向功能。

3. 功能可擴展性增強

• SiO?殼層表面的羥基可通過硅烷偶聯劑（如 APTES、KH550）修飾氨基（-NH?）、羧基（-COOH）或巰基（-SH），便于負載藥物、熒光分子或催化劑。

• 介孔 SiO?殼層可作為 “納米容器"，負載小分子藥物，實現可控釋放。

4. 光學性能可調控

• SiO?殼層折射率（~1.46）與周圍介質差異較小，可減少銀核 SPR 信號的散射損失，增強 SPR 峰的穩定性；通過調節殼層厚度，可微調 SPR 峰位（尤其是當殼層厚度接近銀核尺寸時，會產生耦合效應）。

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