臺灣博碩士論文加值系統

本研究著重於以聚胜肽高分子製備高分子-奈米金奈米複合材料的方法。研究中以化學還原法，成功在水相中用聚麩胺酸鹽直接還原金鹽並穩定所製備之奈米金顆粒，製備高濃度的奈米金水溶液。研究中證實聚麩胺酸鹽兼具還原劑與保護劑的效果，其分子量的大小會影響顆粒的大小。
　　藉由以FTIR與NMR檢測分析聚麩胺酸鹽在製備奈米金的過程中，反應前後其結構不變。藉由TEM觀察奈米金粒子的粒徑得知為30nm、20nm、10nm、30nm分別為以高、中、低分子量的聚麩胺酸鈉鹽及聚麩胺酸鈣鹽所還原出來的奈米金顆粒。另外，將複合材料進行TGA與DSC等熱分析測試，以測得材料的熱裂解溫度(380℃)等熱性質。
　　含奈米金樣品的紫外光可見光吸收光譜的最大吸收位置則位於 520~540 nm 之間。另外，聚麩胺酸鹽高分子在還原金鹽製備奈米金之後，其裂解溫度不變。

The present work focuses on the synthesis method which use poly-peptide polymer to prepare the nano-gold nanocomposites. HAuCl4 was reduced and stabilized by poly-peptide polymer directly. Besides, we prepared the dense solution of nano-gold under aqueous phase successfully. This study also confirms that poly-glutamic acid salt plays the role of reducing and protecting agent. Therefore, the molecular weight of poly-glutamic acid salt will affect the particle size distribution.
Moreover, we used the FTIR and NMR to investigate and analyze the process of preparing nano-gold particles by poly-glutamic acid salt. During the whole process, the structure of poly-peptide is invariant.

The nano-gold particle size distribution were 30, 20, and 10 nm which were prepared by the high, middle, and low molecular weight of poly-glutamic acid sodium salt and poly-glutamic acid calcium salt from TEM observation, respectively. Furthermore, TGA and DSC were used to measure the degradation temperature (380℃) and the thermal property of the material.
The maximum of absorbance wavelength (λmax ) of the prepared nanocomposites were located at 520~540nm by UV-Vis measurement. On the other hand, the thermal properties of nano-gold particles which reduced by poly-glutamic acid salts doesn’t change.

目錄
目錄----------------------------------------------------------------------------------i
表目錄-----------------------------------------------------------------------------iv
圖目錄------------------------------------------------------------------------------v
第一章、簡介-----------------------------------------------------------------------1
1.1簡介奈米金---------------------------------------------------------------1
1.2聚麩胺酸簡介-------------------------------------------------------7
1.3 實驗的目的與方法----------------------------------------------------14
第二章、文獻回顧---------------------------------------------------------------15
2.1以孔洞為固態模板合成金屬奈米顆粒------------------------------15
2.2以高分子製備奈米金屬------------------------------------------------17
2.3奈米金對於蛋白質結構的影響---------------------------------------24
第三章、實驗部分---------------------------------------------------------------27
3.1實驗藥品------------------------------------------------------------------27
3.2實驗步驟與流程---------------------------------------------------------28
3.2.1聚麩胺酸鈉鹽-奈米金製備-------------------------------------29
3.2.2聚麩胺酸鈣鹽-奈米金製備-------------------------------------32
3.3實驗儀器------------------------------------------------------------------34

第四章、結果與討論------------------------------------------------------------39
4.1 溶液性質-----------------------------------------------------------------39
4.2 紫外光-可見光光譜分析----------------------------------------------41
4.2.1反應條件影響-----------------------------------------------------42
4.2.2 不同分子量及不同鹽類之探討-------------------------------44
4.3粒徑分析------------------------------------------------------------------48
4.3.1 雷射奈米粒徑分析----------------------------------------------48
4.3.2 穿透式電子顯微鏡分析----------------------------------------52
4.4 結構鑑定分析-----------------------------------------------------------59
4.4.1元素分析----------------------------------------------------------59
4.4.2 核磁共振光譜----------------------------------------------------61
4.4.3 固態核磁共振光譜儀-------------------------------------------63
4.4.4 傅力葉轉換紅外線吸收光譜----------------------------------66
4.5 熱性質分析--------------------------------------------------------------69
4.5.1微分掃描熱卡儀--------------------------------------------------69
4.5.2 熱重損失分析----------------------------------------------------69
第五章、總結---------------------------------------------------------------------73
第六章、未來研究方向---------------------------------------------------------74
參考文獻--------------------------------------------------------------------------75
附錄--------------------------------------------------------------------------------79

表目錄
表1-1 聚麩胺酸鹽類的應用領域-----------------------------------------13
表2-1 蛋白質和外層帶有不同電荷的奈米金鍵結其結構變化-------26
表 4-1 聚麩胺酸鹽及其包覆奈米金的黏度-----------------------------40
表 4-2 製備之奈米金UV-vis.吸收光譜在可見光最大吸收位置------41
表 4-3 聚麩胺酸鹽類包覆奈米金的粒徑分佈---------------------------51
表 4-4 各樣本元素分析實驗值與理論值計算結果--------------------60
表 4-5 高分子及其包覆奈米金的固態核磁共振數據------------------65
表 4-6 聚麩胺酸鹽主要官能基之特性吸收峰---------------------------68
表 4-7 聚麩胺酸鹽及其包覆奈米金之熱分析數據---------------------72

圖目錄
圖1-1 檸檬酸鹽還原金鹽反應機制-----------------------------------------4
圖1-2 兩相法製備奈米金的反應機制--------------------------------------5
圖1-3 金屬鹽類透過聚合物之保護過程-----------------------------------7
圖1-4 Salvage Bioconversion Pathway--------------------------------------9
圖1-5 聚麩胺酸的化學結構------------------------------------------------10
圖1-6 聚麩胺酸的螺旋結構氫鍵圖---------------------------------------10
圖2-1 為AgNO3不同濃度下奈米銀的粒徑分佈------------------------15
圖2-2 以孔洞二氧化鈦為基材還原奈米金------------------------------16
圖2-3 以孔洞氧化鋯為基材還原奈米金---------------------------------17
圖2-4 以不同分子量的丙烯酸鈉還原奈米金---------------------------18
圖2-5 以接枝高分子球體製備奈米金的情形---------------------------19
圖2-6 有無添加聚麩胺酸鈉鹽當穩定劑的聚乙烯醇-銀奈米複合材料的XRD圖--------------------------------------------------------------------- 20
圖2-7 有無添加聚麩胺酸鈉鹽當穩定劑的聚乙烯醇-銀奈米複合材料紫外光-可見光光譜----------------------------------------------------------20
圖2-8 有無添加聚麩胺酸鈉鹽當穩定劑的聚乙烯醇-銀奈米複合材料的TEM圖---------------------------------------------------------------------21
圖2-9 奈米金於聚甲基丙烯酸甲酯中的分佈情形---------------------22
圖2-10 奈米金/聚甲基丙烯酸甲酯TEM圖-------------------------------22
圖2-11 以不同高分子作為保護劑保護奈米金---------------------------23
圖2-12 以TMC為保護劑的光譜分析圖譜--------------------------------24
圖2-13 外層帶著正、負以及中性電荷的奈米金顆粒--------------------26
圖3-1 奈米金之製備流程---------------------------------------------------30
圖4-1 室溫γ-PGA1NaAu照光以及遮光還原奈米金之UV-vis吸收光譜--------------------------------------------------------------------------------43
圖4-2 γ-PGA1NaAu於不同反應時間下的奈米金之UV-vis吸收光譜-----------------------------------------------------------------------------------44
圖4-3 不同分子量的聚麩胺酸鹽以及鈣鹽之UV-vis吸收光譜------46
圖4-4 室溫γ-PGA1NaAu以及γ-PGA1CaAu之吸收光譜----------46
圖4-5 室溫γ-PGA2NaAu以及γ-PGA3NaAu之吸收光譜----------47
圖4-6 用γ-PGA1NaAu來還原5倍以及6倍金鹽比例之UV-vis吸收光譜-----------------------------------------------------------------------------47
圖4-7 γ-PGA1NaAu的粒徑分布圖--------------------------------------49
圖4-8 γ-PGA2NaAu的粒徑分布圖--------------------------------------49
圖4-9 γ-PGA3NaAu的粒徑分布圖--------------------------------------50
圖4-10 γ-PGA1CaAu的粒徑分布圖--------------------------------------50
圖4-11 γ-PGA1NaAu的TEM圖(放大倍率：92K倍)-------------------54
圖4-12 γ-PGA1NaAu的TEM圖(放大倍率：434K倍) -----------------54
圖4-13 γ-PGA2NaAu的TEM圖(放大倍率：85K倍)-------------------55
圖4-14 γ-PGA2NaAu的TEM圖(放大倍率：266K倍)------------------55
圖4-15 γ-PGA3NaAu的TEM圖(放大倍率：94K倍)-------------------56
圖4-16 γ-PGA3NaAu的TEM圖(放大倍率：224K倍)------------------56
圖4-17 γ-PGA1CaAu的TEM圖(放大倍率：67K倍)-------------------57
圖4-18 γ-PGA1CaAu的TEM圖(放大倍率：286K倍)------------------57
圖4-19 γ-PGA2NaAu不規則聚集的TEM圖(放大倍率：54K倍)----58
圖4-20 γ-PGA1Na核磁共振的氫譜---------------------------------------62
圖4-21 γ-PGA1NaAu核磁共振的氫譜-----------------------------------62
圖4-22 γ-PGA1NaAu固態核磁共振的氫譜-----------------------------64
圖4-23 γ-PGA1CaAu固態核磁共振的氫譜-----------------------------64
圖4-24 γ-PGA1Ca和γ-PGA1CaAu的FTIR----------------------------67
圖4-25 γ-PGA1Na和γ-PGA1NaAu的FTIR----------------------------67
圖4-26 γ-PGA1Na高分子的TGA圖--------------------------------------70
圖4-27 γ-PGA1NaAu的TGA圖-------------------------------------------70
圖4-28 γ-PGA1Ca高分子的TGA圖--------------------------------------71
圖4-29 γ-PGA1CaAu的TGA圖-------------------------------------------71
圖A1 低溫γ-PGA1NaAu再回到室溫之UV-vis吸收光譜-----------79
圖A2 低溫γ-PGA2NaAu再回到室溫之UV-vis吸收光譜-----------79
圖A3 低溫γ-PGA3NaAu再回到室溫之UV-vis吸收光譜-----------80
圖A4 γ-PGA1CaAu之UV-vis吸收光譜--------------------------------80
圖A5 γ-PGA2NaAu之UV-vis吸收光譜--------------------------------81
圖A6 γ-PGA3NaAu之UV-vis吸收光譜--------------------------------81
圖B1 γ-PGA1Ca核磁共振的氫譜---------------------------------------82
圖B2 γ-PGA1CaAu核磁共振的氫譜-----------------------------------82
圖B3 γ-PGA2Na核磁共振的氫譜---------------------------------------83
圖B4 γ-PGA2NaAu核磁共振的氫譜-----------------------------------83
圖B5 γ-PGA3Na核磁共振的氫譜---------------------------------------84
圖B6 γ-PGA3NaAu核磁共振的氫譜-----------------------------------84
圖C1 γ-PGA1Ca固態核磁共振的氫譜---------------------------------85
圖C2 γ-PGA1Na固態核磁共振的氫譜---------------------------------85
圖C3 γ-PGA2Na固態核磁共振的氫譜---------------------------------86
圖C4 γ-PGA2NaAu固態核磁共振的氫譜-----------------------------86
圖C5 γ-PGA3Na固態核磁共振的氫譜---------------------------------87
圖C6 γ-PGA3NaAu固態核磁共振的氫譜-----------------------------87
圖D1 γ-PGA1Ca高分子的DSC圖--------------------------------------88
圖D2 γ-PGA1CaAu的DSC圖--------------------------------------------88
圖D3 γ-PGA1Na高分子的DSC圖--------------------------------------89
圖D4 γ-PGA1NaAu的DSC圖--------------------------------------------89
圖D5 γ-PGA2Na高分子的DSC圖--------------------------------------90
圖D6 γ-PGA2NaAu的DSC圖--------------------------------------------90
圖D7 γ-PGA3Na高分子的DSC圖--------------------------------------91
圖D8 γ-PGA3NaAu的DSC圖--------------------------------------------91
圖E1 γ-PGA2Na高分子的TGA圖---------------------------------------92
圖E2 γ-PGA2NaAu的TGA圖--------------------------------------------92
圖E3 γ-PGA3Na高分子的TGA圖---------------------------------------93
圖E4 γ-PGA3NaAu的TGA圖--------------------------------------------94

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