金纳米通道的研究及其在分析化学中的应用
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摘要 微纳尺度的研究是微纳米技术的重要组成部分。本文重点对金纳米通道的制备及其在分离分析、传感器等方面的研究和应用作了评述。展望了金纳米通道的应用前景。关键词 纳米通道，纳米通道间隙，金纳米通道，分离，传感器,评述
1 引言
纳米孔(nanopore)可以简单地定义为内径为1~100 nm的微小洞孔，一般孔径应大于洞孔深度，或者处于同一数量级。如果孔的深度远大于孔径，就称之为纳米孔道(nanochannel/nanotubule)。纳米孔有天然存在的生物纳米孔[1]，也有利用人工加工的纳米孔、纳米通道和纳米间隙[2,3]。由于微、纳尺度下，通道的限制作用以及电荷和力场的主导作用，将会使通过其中的物质的特性发生改变或发生常规尺度下无法观察到的重要现象，而这些现象将会推动相关领域的迅速发展。近年来，对纳米金材料的研究已有较多的报道。由于金纳米通道制备简便且可得到单分散、内径可控的纳米通道，不涉及纳米金团聚等问题；且在应用上既可作电极材料制成阵列电极、生物传感器等，又可用于物质的分离分析，有很好的应用前景，因而得到广泛的关注。如对它的制备[4～6]、性质及相关理论[7,8]的研究，对金纳米通道的一些物理化学性质(如结构、熔点等)及在理论上的探讨等[9～12]已有报道，对它的研究和应用也有相关综述报道[13～15]。本文重点对金纳米通道的制备方法及其在分析化学、传感器等方面的应用进行介绍。
2 金纳米通道的制备方法
金纳米通道的制备主要采用模板合成法，常用模板包括聚碳酸酯膜和阳极氧化铝膜等；金在通道中的沉积方法有无电沉积法[16～19]、电化学沉积[20]、射频阴极溅射[21,22]等，其中应用最多的是无电沉积法。
在无电沉积法中，Martin等[16]以径迹刻蚀聚碳酸酯膜(Tracketch polycarbonate membrane)作为模板，先使敏化剂Sn(II)沉积在模板的孔道和表面，利用氧化还原原理使Sn(II)将Ag(I)还原成Ag(0)沉积在模板上，Ag(0)再将Au(I)还原成Au(0)沉积在模板上，从而制得金纳米通道膜。如果需要得到金纳米管，只要用CH2Cl2将模板溶解就可。用此法制备的金纳米通道应用较多。由于聚碳酸酯膜的孔密度较小，已有一些专家用孔密度较大的阳极氧化铝膜(anodic alumina membrane)作为模板来沉积金纳米通道。Lahav等[17]先用柠檬酸钠还原氯金酸制得尺寸为14±2 nm的金纳米颗粒 ......
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