【摘要】：縱觀表面增強拉曼光譜(SERS)技術(shù)的發(fā)展進程,近十幾年來,SERS技術(shù)的飛躍與納米技術(shù)和納米材料的蓬勃興起是分不開的�；诩{米光學(xué)敏感材料與傳感技術(shù)相結(jié)合的SERS檢測作為一種無損傷、高靈敏的振動光譜技術(shù)和快速發(fā)展的分析方法,利用各種形貌貴金屬納米材料制備的SERS基底為平臺,在材料、分析化學(xué)、表面科學(xué)和生命科學(xué)等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。而在SERS在走向?qū)嶋H的檢測分析時,由于SERS檢測方法的穩(wěn)定性、重現(xiàn)性以及定量檢測能力等方面存在的瓶頸問題使其并不能很好地滿足實際應(yīng)用的需求。在應(yīng)用領(lǐng)域,從可操作性方面來說,由于納米單元單顆粒分散體系往往存在難以器件化的限制,進而使得科研人員將研究興趣點轉(zhuǎn)向納米組裝學(xué),這其中,基于納米單元液液界面自組裝的研究策略成為當(dāng)前實現(xiàn)SERS基底器件化的有效途徑之一。基于此,本論文主要圍繞貴金屬納米單元液液界面高密度自組裝結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及其用于SERS檢測研究開展了以下幾個部分的工作。(1)發(fā)展了基于表面配體交換和溶劑誘導(dǎo)策略的金納米單元液液界面調(diào)控組裝方法。選取金納米棒(AuNRs)為典型代表,通過配體交換技術(shù),將其表面活性劑十六烷基溴化銨(CTAB)替換為聚乙烯吡咯烷酮(PVP),從而對AuNRs表面的電荷特性進行調(diào)控,然后將其分散在乙醇中,之后將其加入環(huán)己烷/水界面處,此時AuNRs的界面能迅速降低從而驅(qū)動AuNRs在液液界面處實現(xiàn)自組裝。此外,以CTAB為分散劑合成的金納米顆粒(AuNPs)使用同樣的方法也成功在環(huán)己烷-水的界面實現(xiàn)自組裝,表明此策略具有一定的普適性。通過原位池技術(shù)得到完整的納米組裝膜,通過對組裝膜進行掃描電鏡和區(qū)域SERS成像(SERS mapping)表征,發(fā)現(xiàn)其為大面積致密有序的單層膜且在用作SERS基底時具有高靈敏性和高均一性。(2)探索了基于貴金屬納米單元液液界面自組裝結(jié)構(gòu)的高密度熱點SERS基底用于SERS檢測的可行性。在對含毒品人體體液進行前處理時,可選取環(huán)己烷作為毒品萃取劑,因此,貴金屬納米單元在環(huán)己烷/水界面形成液液界面自組裝結(jié)構(gòu)的同時,毒品分子會隨著納米顆粒自組裝的微環(huán)境擾動和環(huán)己烷的萃取作用等吸附在組裝層表面。如此形成的組裝膜借助于原位池技術(shù),一方面可作為2D SERS檢測平臺,另一方面對待測物起到富集的作用,從而可以對冰毒實現(xiàn)100 ppb量級的檢測,同時,該研究策略也可適用于搖頭丸、氯胺酮等毒品的高靈敏SERS檢測。此外,進一步研究表明,當(dāng)親水待測分子存在于水相,親油分子溶解于油相時,這樣的兩相在界面組裝完成后均能直接被檢測,即該方法亦可用于雙分子雙相檢測。(3)圍繞液液界面處待測體系SERS定量檢測的可行性問題,提出了構(gòu)筑含內(nèi)標(biāo)分子納米貴金屬結(jié)構(gòu)單元液液界面自組裝結(jié)構(gòu)SERS基底的研究對策。首先對AuNPs進行內(nèi)標(biāo)分子修飾,之后在其表面調(diào)控生長一定厚度的納米銀殼層,然后將其用于液液界面的調(diào)控組裝。貴金屬納米單元液液界面組裝形成高密度納米陣列在確保其作為SERS基底高重現(xiàn)性的同時,內(nèi)部信號分子作為內(nèi)標(biāo),對一些待測體系可以進行相對定量的SERS檢測。將其用于養(yǎng)殖水體中抗生素孔雀石綠(MG)的SERS檢測,研究結(jié)果表明,通過將含內(nèi)標(biāo)分子貴金屬納米單元分散在含MG的水樣中然后在環(huán)己烷-水的界面處進行自組裝的策略,可實現(xiàn)對MG分子的定量檢測。此外,通過進一步研究表明,該方法也用于水相中對農(nóng)藥殘留福美雙分子的SERS定量檢測。
【圖文】：

算和使用化學(xué)控制技術(shù)設(shè)計圖案，，常用的方法有通過電子束刻蝕、

本文編號：2687999