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基团的修饰会直接影响到纳米颗粒的Zeta电位。图2.8是Au@SiO2纳米颗粒的Zeta电位图；图2.9是利用APTES对Au@SiO2处理之后的样品的Zeta电位图。从图中可以看出，经过了包被二氧化硅处理之后，样品的表面的Zeta电位是负的，大约在-50 mV左右，峰形状发生了改变可以证明金纳米颗粒表面包被了一层二氧化硅，因为未经修饰的二氧化硅在水溶液中的Zeta电位是负的。再对比图2.8和图2.6可以看出，经过了表面包被二氧化硅的处理，Au@SiO2纳米颗粒的Zeta电位均一性得到了提高，基本上都是在-50 mV左右，而不像金纳米颗粒的Zeta电位较分散，所以表面包被二氧化硅的过程改良了金纳米颗粒在水溶液中的分散性。从图2.9中可以看到经过APTES的修饰处理后，Au@SiO2纳米颗粒的Zeta电位为+50 mV，对比图2.8可以发现，修饰后纳米颗粒的Zeta电位发生了很大的变化。APTES可以使Au@SiO2纳米颗粒的外表面带有了氨基，而表面带有氨基的纳米颗粒在水溶液中的Zeta电位是正的。另外，还可以观察到，修饰有氨基的Au@SiO2纳米颗粒的Zeta电位集中度很高，说明经APTES修饰后，纳米颗粒表面基团分布较均匀。
图 2.9 APTES修饰的Au@SiO2纳米颗粒的Zeta电位图
Fig 2.9 The Zeta potentials of Au@SiO2 nano-particles modified by APTES
图2.10是APTES修饰之后的Au@SiO2纳米颗粒的粒径分布图。从图中可以看出，纳米颗粒的粒径集中在45 nm左右，并且集中度很高。对比图2.5可以看出包被二氧化硅外壳之前，金纳米颗粒的粒径集中在25 nm左右，所以可以计算出，在经过了包被二氧化硅以及表面氨基修饰之后，纳米颗粒的粒径增加了20 nm左右，二氧化硅壳的厚度为10 nm左右。
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图 2.10 APTES修饰的Au@SiO2纳米颗粒的粒径分布图
Fig 2.10 The particles size distribution of Au@SiO2 nano-particles modified by APTES
2.3.3 水溶性量子点的表征
对我们合成的水溶性量子点分别进行了荧光光谱，紫外-可见吸收光谱，Zeta电位，粒径分布四个方面的表征。
180Fluorescence Intensity(a.u.)1501209060300500550600650700
图 2.12 水溶性CdSe/ZnS量子点的荧光光谱图
Fig 2.12 The fluorescence emission spectra of water-soluble CdSe/ZnS QDs
Wavelength(nm)0.150.120.090.060.030.00Absorbance500550600650700
图 2.13 水溶性CdSe/ZnS量子点的紫外-可见吸收光谱图
Fig 2.13 The UV-Vis absorption spectra of water-soluble CdSe/ZnS QDs
Wavelength(nm) 24
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对水溶性CdSe/ZnS量子点进行了一系列的表征，如图2.12至图2.15，依次是水溶性CdSe/ZnS量子点的荧光光谱，紫外-可见吸收光谱， Zeta电位和粒径分布图。首先在图2.12中可以看出，在激发光作用下，量子点的荧光集中在590 nm左右，并且其单色性、荧光强度都有较高的水平；在图2.13中可以发现量子点在570 nm以下都具有很强的吸收，具有很宽的激发波长带；在图2.14中可以观察到CdSe/ZnS量子点的Zeta电位主要集中在-60 mV，由于通过巯基乙酸钠的作用，CdSe/ZnS量子点的表面带有羧基，通过它表面的羧基用EDC化学偶联或静电吸附将量子点与氨基化的Au@SiO2纳米颗粒结合；在图2.15中可以观察到，量子点的粒径主要集中在5 nm到7 nm之间，比Au@SiO2的粒径要小很多，所以通过连接得到的复合颗粒应该是图2.1所示的结构。
图 2.14 水溶性CdSe/ZnS量子点的Zeta电位图
Fig 2.14 The Zeta potentials of water-soluble CdSe/ZnS QDs
图 2.15 水溶性CdSe/ZnS量子点的粒径分布图
Fig 2.15 The particles size distribution of water-soluble CdSe/ZnS QDs
2.3.4 样品对量子点的淬灭实验
在将修饰有氨基的Au@SiO2纳米颗粒与量子点连接之前，需要先插入一个实验
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来验证合成的纳米颗粒是否对量子点有淬灭作用，同时也验证上一步根据吸收光谱来所得的结论，即所用的金纳米颗粒以及Au@SiO2纳米颗粒对量子点的荧光强度的影响很小。
Fluorescence Intensity(a.u.)8006004002000 CdTe CdTe+Au CdTe+Au@SiO2450500550600650Wavelength(nm)
图2.11 CdSe量子点（实线），CdSe量子点和金纳米颗粒的混合溶液（虚线），CdSe量子点和
包被有二氧化硅的金纳米颗粒的混合溶液（点线）的荧光光谱图
Fig 2.11 The fluorescence emission spectra of CdSe QDs（solid line），the mixed solution of CdSe QDs and Au nano-particles(dotted line), the mixed solution of CdSe QDs and Au nano-particles which
wraped by silica(dots)
图2.11是验证金纳米颗粒和Au@SiO2纳米颗粒对量子点淬灭作用的实验结果。从图中可以看到，金纳米颗粒和Au@SiO2纳米颗粒都对量子点的荧光没有明显的减弱作用。所以与量子点连接所用的Au@SiO2纳米颗粒不会对量子点的荧光产生淬灭作用。
2.3.5 金纳米颗粒与量子点连接的表征
首先需要研究一下有多少量子点连接到了Au@SiO2纳米颗粒的表面。可以通过测量经离心分离之后得到的上清液的荧光光谱来计算，同时对比与反应前等量的量子点在相同体积溶剂中的荧光强度。如图2.14，图中虚线是将100 μL的量子点定容至3 mL所得到的溶液的荧光光谱图，实线是将Au@SiO2纳米颗粒与量子点连接后，通过离心分离得到的上清液的荧光光谱图。从图中可以观察到，离心分离后溶液的
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荧光峰值强度要远远低于等量的QDs溶解于等体积水的荧光强度。所以通过离心分离的作用后，只有很少量的QDs留在了上清液中，大部分的QDs已经连接在Au@SiO2纳米颗粒的表面。比较两者峰值的大小，离心后溶液峰值的强度仅有反应前等量量子点峰值的1/12，所以可以推断92%的量子点都连接在Au@SiO2纳米颗粒的表面。
Fluorescence Intensity(a.u.)180160140120100806040200500550600 Supernatant QDs650700Wavelength(nm)
图 2.16 反应前等量的QDs的溶液（虚线）和离心分离之后的上清液（实线）的荧光光谱图 Fig 2.16 The fluorescence emission spectra of QDs solution with the same amount of reaction(dotted
line) and supernatant after centrifuging（solid line）
在对反应效率进行评价之后，接下来对复合颗粒金属增强荧光的效果进行评价。将通过离心分离之后的沉淀重新溶解于水，测量其荧光，观察其在590 nm的峰值强度，再将它与等量的量子点的荧光强度做对比。对比部分可以利用图2.14中所得到的数据，用量子点的荧光峰值强度减去离心分离后上清液的荧光强度，该数值就是等量量子点的实际的荧光强度。
图2.17中的实线是Au@SiO2纳米颗粒与水溶性的CdSe/ZnS量子点结合后，所得样品的荧光光谱图；虚线和图2.12一样，是与反应等量量子点的荧光光谱；图中的点线是与反应等量量子点的荧光强度的0.92倍，由于之前分析得出有92%的量子点连接到了Au@SiO2纳米颗粒的表面，所以用它做对照。从图2.17中可以看到，样品在590 nm处依旧有很强的发射峰，所以可以确定与Au@SiO2纳米颗粒的结合没有改变量子点发射峰值所对应的波长。进一步地对比图2.17中的实线与虚线可以发现，通过与Au@SiO2纳米颗粒的结合，复合颗粒的荧光强度大大地增强了，对比图
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