【摘要】：表面增強(qiáng)拉曼光譜(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)是具有極高表面檢測靈敏度的振動(dòng)光譜技術(shù),可以提供分子結(jié)構(gòu)特征和物質(zhì)組成信息。由于其超高增強(qiáng)效果、可以提供分子指紋信息、檢測條件溫和、無需樣品前處理等特點(diǎn),SERS技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于環(huán)境污染物,生物醫(yī)藥,化學(xué)反應(yīng)監(jiān)測等各個(gè)領(lǐng)域。然而,真實(shí)的樣品往往存在于復(fù)雜的環(huán)境中,例如:多相體系,血清體系,生物活體。復(fù)雜體系中目標(biāo)物的檢測通常面臨取樣難,背景信號干擾強(qiáng)等挑戰(zhàn)。多相體系取樣檢測過程中,很容易受到其他相的干擾,如何才能實(shí)現(xiàn)多相原位檢測?目前關(guān)于血清的SERS研究中,不同檢測條件拉曼位移不同,且有一些規(guī)律變化的拉曼位移,到底是什么物質(zhì)在檢測過程中發(fā)生了變化?雖然目前也有一些拉曼活體檢測的工作,但是如何在避免對生物體損傷(包括機(jī)械損傷以及納米材料毒性)的情況下實(shí)現(xiàn)特定區(qū)域的取樣檢測仍然存在挑戰(zhàn)。本論文工作從方法學(xué)角度出發(fā),針對復(fù)雜體系中取樣難且信號不穩(wěn)定的難題,基于針灸銀針構(gòu)筑了一種襯底功能化的SERS基底,由此拓寬了 SERS在復(fù)雜體系中的應(yīng)用。主要研究簡介如下:(1)設(shè)計(jì)并構(gòu)筑了一種基于針灸銀針的性能優(yōu)越的SERS傳感器(Au-AgN),探索了其在多相溶液中的原位檢測應(yīng)用。一方面,修飾在銀針表面的金納米顆粒和銀針之間的相互耦合可以極大增強(qiáng)SERS信號。另一方面,金納米顆粒的表面活性劑PVP提高了 Au-AgN的穩(wěn)定性。該SERS傳感器不僅可以用于多組分檢測,還可以實(shí)現(xiàn)多相的原位檢測,這樣可以有效避免多相體系中取樣帶來的相互干擾問題。(2)設(shè)計(jì)并構(gòu)筑了一種可以在復(fù)雜體系中選擇性檢測腎上腺素(EP)的SERRS傳感器,探索了其在血清中檢測腎上腺素的應(yīng)用。針對EP的化學(xué)結(jié)構(gòu)和拉曼散射截面小的特點(diǎn),設(shè)計(jì)并制備了一種可以特異性捕獲EP分子的探針Fe-NTA,成功構(gòu)筑了 SERRS液體取樣器,并在血清中分層萃取出EP分子,實(shí)現(xiàn)了 SERRS取樣器對分層的溶液中EP分子的檢測。(3)通過調(diào)節(jié)激光功率密度和貴金屬基底來監(jiān)測了次黃嘌呤中質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程,并證實(shí)了表面等離子體可以誘導(dǎo)質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程的發(fā)生,我們還利用SERS技術(shù)直接觀察到了血清中次黃嘌呤質(zhì)子轉(zhuǎn)移的過程。為了避免質(zhì)子轉(zhuǎn)移過程對血清信號的影響,我們利用AuNPs/Si02基底獲得了更加穩(wěn)定的血清光譜,為以后利用血清SERS光譜檢測疾病奠定了基礎(chǔ)。(4)在前面的基礎(chǔ)上,本論文構(gòu)筑了一種銀針-凹糟-金納米顆粒SERS基底用于活魚體內(nèi)抗生素的定量檢測。通過在銀針表面設(shè)計(jì)凹槽,并在凹槽中修飾金納米顆粒,凹糟的設(shè)計(jì),則有效的保護(hù)了金納米顆粒在體內(nèi)取樣的過程中不易脫落,極大了提高了檢測的穩(wěn)定性,而金納米顆粒和銀針之間形成雙金屬耦合,可以提高檢測的靈敏性。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O657.37;TB383.1
【圖文】：

爾物理學(xué)獎(jiǎng)。ｍ當(dāng)頻率為ＶＱ的可見或近紅外激光照射樣品時(shí)，有百萬分之一的入逡逑射光子與樣品分子發(fā)生非彈性碰撞，入射光子和分子之間發(fā)生了能量交換，使得逡逑光子的頻率和方向均發(fā)生變化，對應(yīng)的譜線稱為Ｒａｍａｎ散射線。如圖１．１所示，逡逑如圖１．１所示，散射后頻率比入射光頻率高的是反Ｓｔｏｋｅｓ線，而散射后頻率比入逡逑射光頻率低的是Ｓｔｏｋｅｓ線，它們與入射光頻率的差值都是Ｒａｍａｎ位移。因?yàn)榉皱义献又胁煌墓倌軋F(tuán)都對應(yīng)著獨(dú)特的拉曼位移，因此拉曼光譜能夠提供豐富的分子逡逑振動(dòng)的結(jié)構(gòu)信息，使得拉曼光譜技術(shù)在檢測領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。然而拉曼逡逑信號非常弱，這是由于拉曼散射光的強(qiáng)度只有原入射光的百萬分之一，所以直接逡逑使用拉曼光譜很難實(shí)現(xiàn)低濃度樣品的檢測，這大大的束縛了拉曼光譜的發(fā)展。逡逑隨著２０世紀(jì)６０年代激光的出現(xiàn)，由于光源強(qiáng)度的提升，拉曼光譜的檢出限逡逑也得到了極大的提高。然而

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【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 Cerys A Jenkins;Paul D Lewis;Peter R Dunstan;Dean A Harris;;Role of Raman spectroscopy and surface enhanced Raman spectroscopy in colorectal cancer[J];World Journal of Gastrointestinal Oncology;2016年05期

2 李寶宗;6-巰基嘌呤互變異構(gòu)體的密度泛函理論計(jì)算[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2004年11期

本文編號：2755406