本文選題：表面增強拉曼光譜　切入點：金納米爆米花　出處：《上海師范大學》2017年碩士論文

【摘要】：拉曼光譜存在信號弱、靈敏度低等缺點,而表面增強拉曼光譜(SERS)可以克服此弊端,因而受到研究者們的青睞。SERS是一種用途廣泛的無損檢測及分子識別技術,它能夠提供化學和生物分子結構的指紋信息。SERS檢測基底在檢測中起至關重要的作用。貴金屬納米粒子是最常見的SERS基底。在眾多貴金屬納米粒子中,金納米粒子是SERS基底的首選材料,因為其具有尺寸易控、穩(wěn)定性好、生物相容性好等優(yōu)點。與球形金納米粒子比較,尺寸合適且具有多支狀結構的三維金納米粒子有更好的SERS增強效應。然而,多支狀結構往往會導致納米粒子不穩(wěn)定,因此,制備穩(wěn)定和高SERS活性的基底一直是表面增強拉曼光譜檢測中的研究熱點。本工作以此為出發(fā)點,研究制備了具有較好穩(wěn)定性的SERS基底,并將其用于環(huán)境污染物及生物分子等的檢測。具體工作內容如下:1、在不加表面活性劑的基礎上,采用兩步還原法合成了爆米花狀的金納米粒子(金納米爆米花)。調節(jié)還原劑的用量可以很好地控制金納米爆米花的大小。合成過程快速,簡易,在室溫下即可完成,僅需18分鐘。利用該基底結合便攜式拉曼光譜儀檢測水果上殘留的農藥毒死蜱(CPF)時,最低檢測濃度達到10-6M,滿足國標要求。利用該方法制備的SERS基底在農殘現(xiàn)場檢測方面具有很好的應用前景。2、上一工作中的金納米爆米花雖然合成簡單、快速、SERS增強效果佳,但仍存在穩(wěn)定性差的不足。為了提高該基底穩(wěn)定性,在該工作中我們利用自組裝的方法,通過靜電相互作用將表面帶負電的金納米爆米花粒子組裝在帶正電的ITO基板上。由此制備出穩(wěn)定的二維金納米爆米花基底。經過一系列優(yōu)化,最終得到穩(wěn)定性好且SERS增強效應強的二維基底。以4-巰基吡啶為探針分子評價該基底,發(fā)現(xiàn)檢測限可以達到0.1μM,線性范圍為1μM~100μM,可以穩(wěn)定保存9個月。該基底可用于DNA的檢測。利用該方法可以大大提高金納米爆米花的穩(wěn)定性,具有很好的實用價值。3、第二個工作中所制備的二維SERS基底雖然穩(wěn)定性好,但其對生物樣品,如DNA的SERS增強效應有限,推測原因可能是合成金納米爆米花時加入的還原劑包裹在金納米爆米花粒子表面占據了表面活性位點,導致待測物分子無法靠近金基底表面。因此,尋找一種方法來提高該基底的檢測靈敏度是十分必要的。該工作中,我們采用Fenton試劑對基底進行處理,Fenton反應產生的羥基自由基(·OH)可以氧化清除基底表面包裹的還原劑,釋放出被占據的活性位點,從而達到敏化基底的目的。結果表明,·OH確實能清除表面的還原劑,達到提高基底檢測靈敏度的目的,且當Fe2+和H2O2的濃度分別為100μM和400μM時效果最好,其對DNA的靈敏度能提高11.7倍。由此可見,該方法可以大大改善工作二中存在的不足,使所制備的基底具有很好的應用前景。本論文的研究結果表明,Fenton敏化的二維金納米爆米花基底具有較好的穩(wěn)定性、均勻性,成功解決了納米粒子不穩(wěn)定及表面不干凈等問題,實驗結果較為理想,具有較好的開發(fā)利用前景。
[Abstract]:......
【學位授予單位】：上海師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O657.37

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本文編號：1700779