發(fā)布時間：2020-04-07 11:35

【摘要】：表面增強拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)技術在環(huán)境監(jiān)測、生物檢測和食品安全控制等領域具有廣泛的應用,該技術關鍵點在于高活性基底的制備。本論文通過傾斜角沉積技術(Oblique angle deposition/Glancing angle deposition,OAD/GLAD)制備了不同納米結構,確定了一種最佳SERS活性基底并用于食品添加劑檢測,將超薄層色譜(ultra thin layer chromatography,UTLC)技術與SERS技術聯(lián)用對混合色素進行了快速分離和檢測。具體研究內容如下:1.基于OAD/GLAD技術制備了納米結構,確定了銀納米結構SERS響應的物理機制和增強效果。研究結果表明,傾斜角為86°,長度為2000 nm的銀納米棒(silver nanorod,AgNR)陣列基底具有最佳的SERS響應,單批次與多批次信號誤差分別小于8%和11%,且SERS增強因子高于10~8。時域有限差分法模擬顯示折線結構的SERS熱點主要分布于結構底部與折角處,且折數(shù)為3時局域表面電場最強。2.利用AgNR陣列基底對食品添加劑進行SERS檢測。通過密度泛函理論模擬計算了分子的理論拉曼光譜,確認了特征峰及其振動歸屬。研究結果表明,糖精鈉的檢出限為1 mg/L,并通過一步萃取法從四種軟飲料中實現(xiàn)了糖精鈉的定量檢測。獲得了六種人工合成色素的SERS光譜,確定了各自的檢出限(0.05 mg/L~5 mg/L)。利用溶解-離心法結合銀納米棒陣列基底對不同糖果中的誘惑紅色素進行了定量檢測。3.將AgNR陣列基底用作UTLC技術的固定相,結合SERS技術分離并檢測了混合色素的組分。研究結果表明,展開劑甲醇的背景信號弱,色素展開后R_f值最佳。普通UTLC展開六種色素呈現(xiàn)不同R_f值(0.21~0.71),色素在特定位置具有最強信號,實現(xiàn)了對日落黃和莧菜紅混合色素的分離與檢測。進而使用旋轉UTLC加速混合物的分離過程,色素呈現(xiàn)扇形的展開區(qū)域,實現(xiàn)了對四種混合色素的超高速分離和檢測。本論文研究結果為傾斜角沉積技術在高性能SERS基底制備領域提供新思路,并可為SERS技術與其他前處理技術的聯(lián)用提供參考。
【圖文】：

圖 1-1 拉曼散射原理。Figure 1-1 The principle of Raman scattering.于一個特定分子，激發(fā)誘導其不同振動產生變化，，并將其顯示在拉曼光 IR 光譜，拉曼光譜具有很多突出的優(yōu)勢。由于拉曼特征峰較多為窄帶帶特征峰的 IR 光譜對高度化合物具有較好的特異性并且可提供更為豐構信息。這種窄帶峰也更有利于對混合物進行檢測，其在多組分分析中力。最重要的是拉曼光譜可以處理含水樣品，這主要由于水本身不會產信息，這在生物檢測中尤為關鍵。此外，拉曼技術所需的樣品量極少、拉曼光譜具有優(yōu)秀的現(xiàn)場應用前景。果分子受到頻率為 υex的激發(fā)光激發(fā)，可將該分子簡單的視為一種振蕩典模型的激發(fā)電場 E是交變電場，即 = 0 (2 ) 子中的誘導偶極矩 μ 可表示為 =

江蘇師范大學碩士學位論文質時為 80°入射沉積，其光學對比度為 62%。Brozak等[91]利用射頻濺射種 p 型半導體 CuInGaSe2(CIGS)納米棒陣列，對比了其納米棒和其薄膜應性能。結果顯示 OAD 技術生長的 CIGS 納米棒陣列的反射光譜隨著數(shù)的改變很大，其在制造的器件中實現(xiàn)了光響應增強因子為 7。AD 技術主要為制作均勻的納米棒襯底提供了簡單的方法，而進一步的 OAD 技術的制備范圍更加廣闊。當基底在蒸鍍過程中不斷變換與入射度時，其可以制備不僅僅是納米棒結構，而是擴展到可設計的納米結構態(tài)的傾斜角沉積技術。GLAD 技術制備的納米結構形貌豐富多樣，其主底法線與蒸汽源入射角 θ 和樣品本身的自轉角 ，控制不同時間的不同理地設計不同的納米結構基底[92-94]，如圖 2-1。
【學位授予單位】：江蘇師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O657.37;TS207.3

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本文編號：2617857