一、核心理化性質

1. 光學：局域表面等離子體共振 LSPR（最標志性特征）

• 球形 AgNPs：水相中 LSPR 吸收峰約 390～420 nm（紫外 - 可見光，黃色膠體）；粒徑增大，峰位紅移、峰寬變寬。

• 形貌調控：納米三角片、納米棒、立方體可將共振峰調至可見光、近紅外區域。

對比金納米顆粒：銀等離子體損耗更低、電磁場增強更強，是SERS 最主流基底材料。

2. 表面與化學特性

• 高比表面積、表面能高，極易團聚，必須使用穩定劑（配體）；

• 表面容易緩慢氧化，釋放 Ag?（銀離子），是抗菌能力的來源；

• 表面易修飾：巰基 (-SH)、氨基、檸檬酸鹽、PVP、PEG 等配體可實現親水 / 疏水、帶電性調控。

3. 導電導熱

二、主流制備方法

1）液相化學還原（實驗室常用）

1. Turkevich 法（檸檬酸鈉還原法）

   前驅體：AgNO?；還原劑 + 穩定劑：檸檬酸鈉；沸水反應；制備 10–80 nm 球形 AgNPs，水相、生物實驗常用。

2. NaBH?還原

   強還原劑，低溫快速反應；得到1～10 nm 小粒徑 AgNPs；膠體穩定性高。

3. 多元醇法（PVP 調控形貌）

   乙二醇為溶劑 / 還原劑，PVP 形貌導向劑；可合成銀納米線、立方體、三角片。

2）物理法

3）綠色生物合成

三、主要應用領域

1. 生物醫藥（研究最熱方向）

1. 廣譜抗菌（革蘭氏陽性 / 陰性菌、真菌、部分病毒）

   機制：顆粒吸附細胞膜 → 釋放 Ag? → 產 ROS 氧化損傷 → 破壞呼吸鏈、DNA、蛋白。

   產品：抗菌敷料、醫用導管、口罩涂層、牙科材料。

2. 生物成像、光熱治療（PTT）

3. 藥物載體、傷口促愈合

風險提示：游離 AgNPs 具有細胞毒性；體內長期蓄積安全性仍在評估。

2. 表面增強拉曼光譜 SERS（分析化學）

3. 催化

4. 工業材料

導電銀漿、柔性印刷電子、防腐涂層、凈水除菌。

銀納米顆粒 (AgNPs) SERS & 抗菌方向綜述核心要點

一、AgNPs 作為 SERS 基底核心優勢

1. 等離子增強優勢

   銀的自由電子弛豫損耗低于金，近紫外 - 可見光區域局域電磁場增強效應顯著優于 AuNPs；球形 AgNPs LSPR≈390–420 nm；組裝、聚集體會形成熱點 (Hot spot)，熱點間隙 1–3 nm 時拉曼增強因子 EF 最高。

短板：銀易氧化，長時間檢測、水溶液長期儲存會生成氧化銀，削弱 SERS 信號。

2. 形貌調控對 SERS 的影響

• 球形 Ag 膠體：制備簡單，適合基礎痕量檢測；熱點依靠鹽誘導聚集（NaCl、MgSO?）。

• 銀納米三角片 / 納米棒 / 立方體：可調 LSPR 至可見光 / 近紅外，匹配不同激光激發源，無需大量聚集即可產生強電磁場。

• 核殼結構：Ag@SiO?、Ag@PEG。二氧化硅殼隔絕空氣，抑制 Ag 氧化，同時避免納米顆粒直接與生物分子強吸附變性；缺點會輕微降低增強效果。

3. 主流構筑策略

   ① 液相懸浮膠體基底（均相檢測，操作簡便，重復性較差）

   ② 固相基底：AgNPs 自組裝薄膜、ITO / 硅片負載 Ag 顆粒，可重復測試、均一性提升，適合定量分析

   ③ 復合基底：AgNPs + 石墨烯、MOF、介孔硅，利用吸附富集目標分子，進一步提升靈敏度
4. 典型應用場景

   食品農殘檢測、水體有機污染物、細菌單細胞識別、腫瘤標志物、微塑料、痕量快速篩查。

二、AgNPs 抗菌機制（學術界主流共識）

1. 釋放 Ag?離子（核心）

   AgNPs 表面氧化溶出銀離子，結合細菌細胞膜蛋白、巰基酶，破壞細胞膜通透性；進入胞內抑制呼吸酶、核酸復制，阻斷增殖。

2. 納米顆粒物理損傷

   AgNPs 直接粘附、穿刺細菌細胞壁 / 膜，造成膜破損、胞質滲漏。

3. 活性氧 ROS 誘導氧化應激

   刺激細胞產生過量 ROS，氧化脂質、蛋白質、DNA，引發細菌氧化損傷、凋亡。

區分重點：大顆粒 AgNPs 主要依靠溶出 Ag?；超小粒徑 (<10 nm) 顆粒更容易內化進入菌體，物理損傷 + 離子毒性雙重作用。

抗菌適用范圍

三、面臨的關鍵問題

1. 膠體穩定性難題

   生理緩沖液、高離子強度環境極易團聚；常用改性：檸檬酸鹽、PVP、氨基 PEG、巰基 PEG 修飾。PEG 修飾大幅提升生物相容性與穩定性，但表面配體層會隔開熱點，降低 SERS 增強，存在權衡矛盾。
2. 氧化穩定性

   光照、氧氣、弱堿性條件加速 Ag 氧化；解決方案：包覆薄層 SiO?、碳層；或者制備合金 AgAu 納米顆粒。
3. 生物毒性

• 優勢：抗菌依賴細胞毒性；

• 弊端：用于體內 SERS 成像 / 醫用敷料時，正常細胞、組織存在潛在毒副作用；易在肝腎蓄積；水生生態毒性不可忽視。

4. SERS 定量瓶頸

   膠體聚集隨機性→熱點數量不均→信號重現性差，是實際商品化檢測最大障礙。