發(fā)布時(shí)間：2017-07-13 10:14

  本文關(guān)鍵詞：用于對(duì)硫磷快速檢測(cè)的金納米顆粒摻雜的反蛋白石光子晶體傳感技術(shù)研究

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【摘要】：隨著農(nóng)藥殘留所引起的食品安全事件頻頻發(fā)生,人們的飲食安全與身體健康也受到了越來(lái)越嚴(yán)重的威脅。因此,加強(qiáng)對(duì)農(nóng)藥殘留物的檢測(cè)就顯得尤為重要。目前的檢測(cè)手段以實(shí)驗(yàn)室大型儀器分析為主,雖然具有靈敏度高、特異性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn),但是很難滿(mǎn)足當(dāng)前現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的需求。據(jù)此,為了檢測(cè)對(duì)硫磷農(nóng)藥小分子,本研究利用分子印跡技術(shù)的特異性吸附的特點(diǎn)與光子晶體(Photonic Crystals,簡(jiǎn)稱(chēng)PCs)的快速可視化響應(yīng)的特點(diǎn),將兩者結(jié)合,利用局域表面等離子共振(Localized Surface Plasmon Resonance,簡(jiǎn)稱(chēng)LSPR)信號(hào)放大作用,構(gòu)建快速、靈敏的新型光子晶體傳感器。本研究第二章通過(guò)有機(jī)相熱還原的方法,以油胺和油酸為表面包覆劑,制備了15nm左右的球形金納米顆粒、銀納米顆粒以及金銀合金納米顆粒。在有機(jī)相中制得的合金納米顆粒相比水相中合成的其單分散性更好,粒徑更加均一。我們通過(guò)分析幾種貴金屬納米顆粒的LSPR吸光光譜,發(fā)現(xiàn)LSPR吸收峰位置與貴金屬納米顆粒中金的含量呈線(xiàn)性關(guān)系,可以在不改變納米顆粒的外形情況下對(duì)LSPR峰位置進(jìn)行調(diào)控。此外,為了使合金納米顆粒能夠分散在極性溶劑中,我們還對(duì)其進(jìn)行換相實(shí)驗(yàn),擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍。本研究第三章制備了分子印跡反蛋白石光子晶體(Molecularly imprinted inverse opal photonic crystals,簡(jiǎn)稱(chēng)MIP IO PCs),并將金納米顆粒(Au NPs)摻雜其中,以對(duì)硫磷為模板分子構(gòu)建納米金摻雜分子印跡反蛋白石光子晶體(簡(jiǎn)稱(chēng)Au-MIP IO PCs)。在洗脫模板小分子過(guò)程中,對(duì)比分析了在不同洗脫時(shí)間的情況下,洗脫液對(duì)反蛋白石光子晶體的破壞效果的影響,優(yōu)化出最佳洗脫時(shí)間。在檢測(cè)目標(biāo)小分子過(guò)程中,對(duì)交聯(lián)劑EGDMA的加入量進(jìn)行優(yōu)化,使得Au-MIP IO PCs有最佳的柔韌性,顯示出最好的檢測(cè)結(jié)果。除此之外,將Au-MIP IO PCs、MIP IO PCs、Au-NIP IO PCs和NIP IO PCs對(duì)目標(biāo)分子的檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明,Au-MIP IO PCs在檢測(cè)過(guò)程中光譜出現(xiàn)峰位置紅移及峰強(qiáng)下降等現(xiàn)象。與MIP IO PCs相比,Au NPs的摻雜明顯放大了Au-MIP IO PCs的響應(yīng)信號(hào);而非印跡傳感器即使在添加Au NPs的情況下,由于不含有模板分子空穴,因此無(wú)響應(yīng)。研究同時(shí)還發(fā)現(xiàn)這種新型的Au-MIP IO PCs具有良好的選擇特異性,且對(duì)于目標(biāo)分子的結(jié)構(gòu)功能類(lèi)似物均無(wú)明顯響應(yīng),即無(wú)明顯紅藍(lán)移現(xiàn)象及峰強(qiáng)變化。
【關(guān)鍵詞】：光子晶體 分子印跡 傳感器 納米金
【學(xué)位授予單位】：天津理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TB383.1;O734
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-23
• 1.1 引言9-10
• 1.2 光子晶體技術(shù)10-15
• 1.2.1 光子晶體定義10
• 1.2.2 光子帶隙10-11
• 1.2.3 光子晶體的制備方法11-12
• 1.2.4 光子晶體傳感材料12-15
• 1.3 分子印跡技術(shù)15-18
• 1.3.1 分子印跡技術(shù)15
• 1.3.2 分子印跡技術(shù)的原理15-16
• 1.3.3 分子印跡技術(shù)在傳感器中的應(yīng)用16-18
• 1.4 貴金屬納米顆粒的LSPR效應(yīng)18-21
• 1.4.1 LSPR的原理18-20
• 1.4.2 LSPR的影響因子20
• 1.4.3 LSPR生物傳感器20-21
• 1.5 論文研究的目的及意義21-23
• 1.5.1 研究目的及意義21
• 1.5.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 1.5.3 創(chuàng)新之處22-23
• 第二章 金銀合金納米顆粒LSPR研究及其相轉(zhuǎn)換23-30
• 2.1 引言23-24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑24-25
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器24
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑24-25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)步驟與方法25
• 2.3.1 有機(jī)相金納米顆粒的合成25
• 2.3.2 有機(jī)相銀納米顆粒的合成25
• 2.3.3 Au-Ag合金納米顆粒的合成25
• 2.3.4 納米顆粒的配體取代25
• 2.4 結(jié)果與分析25-29
• 2.4.1 納米顆粒的表征及LSPR分析25-27
• 2.4.2 納米粒子配體取代27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第三章 用于對(duì)硫磷快速檢測(cè)的新型仿生光子晶體傳感技術(shù)的構(gòu)建30-48
• 3.1 引言30-31
• 3.2 實(shí)驗(yàn)儀器與試劑31-32
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器31-32
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑32
• 3.2.3 其他準(zhǔn)備32
• 3.3 實(shí)驗(yàn)步驟與方法32-34
• 3.3.1 SiO_2微球的制備32-33
• 3.3.2 SiO_2光子晶體的制備33
• 3.3.3 制備添加Au NPs的分子印跡PC復(fù)合物33-34
• 3.3.4 除去SiO_2 PC模板和小分子目標(biāo)物模板34
• 3.3.5 Au-MIP IO PCs檢測(cè)目標(biāo)小分子34
• 3.3.6 Au-MIP IO PCs的選擇性研究34
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果34-46
• 3.4.1 計(jì)算機(jī)模擬34-36
• 3.4.2 SiO_2微球表征36
• 3.4.3 SiO_2 PC模板的結(jié)構(gòu)形貌及光譜36-37
• 3.4.4 Au-MIP IO PCs的結(jié)構(gòu)形貌37-38
• 3.4.5 Au-MIP IO PCs洗脫模板分子的結(jié)果38-41
• 3.4.6 Au-MIP IO PCs檢測(cè)對(duì)硫磷的結(jié)果41-42
• 3.4.7 MIP IO PCs檢測(cè)對(duì)硫磷的結(jié)果42-44
• 3.4.8 Au-NIP IO PCs和NIP IO PCs檢測(cè)對(duì)硫磷的結(jié)果44-45
• 3.4.9 Au-MIP IO PCs和MIP IO PCs選擇性結(jié)果45-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 第四章 全文總結(jié)48-49
• 參考文獻(xiàn)49-54
• 發(fā)表論文和科研情況說(shuō)明54-55
• 致謝55-56

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