在納米材料中,貴金屬納米顆粒具有特異的表面等離子共振的特性（Surface Plasmon Resonance,SPR）,特別是具有各向異性的納米顆粒,其顆粒尖端附近的電磁場強度極大的增強,從而產(chǎn)生非常顯著的信號增強,能夠顯著降低檢測限,在生物化學檢測等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。DNA作為天然的納米材料,具有序列特異識別的特性,不僅能夠通過自組裝形成DNA折紙等微納米結(jié)構(gòu),還可以通過設(shè)計DNA序列調(diào)控及構(gòu)建其他納米材料的高級結(jié)構(gòu),目前DNA納米技術(shù)已經(jīng)逐漸發(fā)展成為一門成熟有效的納米操縱技術(shù)。本論文的主要研究內(nèi)容是利用DNA輔助分離多分散的金納米顆粒,實現(xiàn)不同形貌的金納米顆粒的高效分離和保護;并利用DNA的可編程性實現(xiàn)金納米顆粒的精確組裝。具體內(nèi)容如下:（一）利用DNA輔助的電泳分離技術(shù)成功實現(xiàn)了不同形狀尺寸的金納米顆粒的有效分離,獲得了單分散的各向異性的納米顆粒;該方法具有普適性,有望作為一種通用的分離純化貴金屬納米顆粒的方法。（二）利用離心加速的耗散作用,對納米金三角片粗產(chǎn)物進行純化,快速獲得尺寸形貌均一且頂角保持尖銳的不同尺寸的三角形金納米顆粒。此方法簡便高效地實現(xiàn)了納米金三角片的分... 

【文章頁數(shù)】：201 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 膠體
        1.1.1 貴金屬納米顆粒表面等離子體共振
        1.1.2 各向異性納米顆粒的合成
        1.1.3 膠體的多分散性與自組裝
        1.1.4 膠體納米顆粒的表征方法
    1.2 DNA納米技術(shù)介導(dǎo)納米顆粒組裝
    1.3 課題的提出
第2章 納米顆粒的DNA輔助電泳分離
    2.1 引言
        2.1.1 膠體的多分散性
        2.1.2 納米顆粒的分離方法
        2.1.3 電泳理論
        2.1.4 主成分分析
    2.2 實驗部分
        2.2.1 實驗材料
        2.2.2 實驗儀器
        2.2.3 實驗方法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 合成產(chǎn)物的表征（混合顆粒）
        2.3.2 DNA輔助納米顆粒的分離純化
        2.3.3 DNA輔助純化方法的普適性
        2.3.4 DNA編碼納米金三角的組裝
        2.3.5 拉曼增強
        2.3.6 各個成分的形貌討論
        2.3.7 混合顆粒的光譜
        2.3.8 各種尺寸各種形狀的納米顆粒的電泳
        2.3.9 各種納米顆粒的尺寸、DNA吸附量與zeta電勢
        2.3.10 PCA
        2.3.11 正交識別
    2.4 小結(jié)
第3章 納米顆粒的離心加速耗散作用分離
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 實驗材料
        3.2.2 實驗儀器
        3.2.3 實驗方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 三角形金納米顆粒的合成
        3.3.2 基于耗散作用的三角形金納米顆粒的純化
        3.3.3 純化過程對三角形金納米顆粒形貌和光譜性質(zhì)的影響
        3.3.4 離心加速純化以減少顆粒形貌的變化
        3.3.5 離心加速純化各個成分
    3.4 小結(jié)
第4章 納米金三角的刻蝕
    4.1 引言
        4.1.1 整體上的分散穩(wěn)定性的問題
        4.1.2 細節(jié)上的顆粒形貌穩(wěn)定問題
    4.2 實驗部分
        4.2.1 實驗材料
        4.2.2 實驗儀器
        4.2.3 實驗方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 自然鈍化——原子遷移+鹵素刻蝕
        4.3.2 HS-DNA組裝可以有效抑制顆粒的形貌變化
        4.3.3 加HAuCl_4鈍化——中間態(tài)保護
        4.3.4 HAuCl_4刻蝕反應(yīng)原理
        4.3.5 MATLAB模擬刻蝕過程
        4.3.6 拉曼增強
        4.3.7 加HAuCl_4鈍化——形貌振蕩變化
    4.4 小結(jié)
第5章 金三角納米顆粒-DNA折紙的連接方向問題
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 實驗材料
        5.2.2 實驗儀器
        5.2.3 實驗方法
        5.2.4 實驗設(shè)計
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 五種有不同伸出鏈位置的三角形DNA折紙結(jié)構(gòu)
        5.3.2 三種尺寸的三角形金納米顆粒
        5.3.3 金納米顆粒與DNA折紙的連接結(jié)果
        5.3.4 金納米顆粒-DNA折紙組裝體的產(chǎn)率統(tǒng)計-人工識別
        5.3.5 金納米顆粒-DNA折紙組裝體的產(chǎn)率統(tǒng)計-MATLAB軟件識別
    5.4 小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
參考文獻
附錄 MATLAB代碼
    一、SEM/TEM/AFM表征結(jié)果圖片的測量
        1. 三角納米顆粒尺寸的測量(SEM)
        2. 三角納米顆粒的尺寸及鈍角程度的測量(TEM)
        3. 三角納米顆粒與三角形DNA折紙結(jié)構(gòu)連接方向的測量(AFM)
    二、三角納米顆粒的原子結(jié)構(gòu)模型
        1. 三角納米顆粒的原子結(jié)構(gòu)模型的生成
        2. 三角納米顆�？涛g過程的模擬
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間的論文與研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]pH對DNA折紙納米結(jié)構(gòu)折疊與溶液穩(wěn)定性的影響[J]. 方維娜,樊春海,柳華杰.  高分子學報. 2017(12)
[2]納米金三角片的合成及應(yīng)用[J]. 方維娜,魯爽,王麗華,樊春海,柳華杰.  化學進展. 2017(05)
[3]DNA納米技術(shù)研究進展[J]. 李志豪,袁荃.  分析科學學報. 2015(02)
[4]膠體粒子間的相互作用[J]. 關(guān)銀燕,李溱,邱東.  化學教育. 2012(09)
[5]軟凝聚態(tài)物質(zhì)物理學[J]. 馬紅孺,陸坤權(quán).  物理. 2000(09)
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博士論文
[1]銀納米三角片的制備及其表面增強拉曼光譜的應(yīng)用[D]. 薛彬.中國科學院研究生院(長春光學精密機械與物理研究所) 2015
[2]銀納米粒子的形貌控制合成及其SERS活性研究[D]. 安靜.吉林大學 2007

碩士論文
[1]貴金屬納米粒子散射性質(zhì)的研究[D]. 張麗.吉林大學 2009
[2]幾何約束下膠體排空作用的模擬研究[D]. 郭紀源.湖南師范大學 2005
[3]帶電膠體的有效相互作用[D]. 楊濤.寧夏大學 2005
[4]電光開關(guān)等離子體電極研究[D]. 鄭建剛.四川大學 2002



本文編號：3672095