【摘要】：近年來,光譜信息檢測技術(shù)已經(jīng)成為生物、醫(yī)藥、環(huán)境、農(nóng)業(yè)、材料以及食品安全等領(lǐng)域分析物質(zhì)結(jié)構(gòu)及成分的一種重要手段。但往往還需要采取一些增強(qiáng)光譜信息的手段來實現(xiàn)對微弱光譜信號的測試及分析。為此本論文提出了一種基于光學(xué)微球諧振腔的結(jié)構(gòu)來研究增強(qiáng)光譜信息的方法。光學(xué)微球諧振腔是一種品質(zhì)因數(shù)極高的形狀為球形的光學(xué)諧振腔,其極高的品質(zhì)因數(shù)代表著光學(xué)微球諧振腔的儲存光的能力極強(qiáng),且由于其球形的形狀可以提高光學(xué)微腔的聚光能力,使得光譜信息可以更好地耦合進(jìn)腔內(nèi)后繼而被輸出并收集。此外為使光學(xué)微球諧振腔實現(xiàn)增強(qiáng)光譜信息的目的,本論文提出一種在光學(xué)微球諧振腔表面修飾銀納米顆粒的方法。在掃描電子顯微鏡(SEM)下觀察到微球腔表面修飾的銀納米顆粒大部分形狀為近似圓形,直徑尺寸范圍約為40~100 nm。本論文中主要研究光學(xué)微球諧振腔對熒光信息以及拉曼光譜信息的增強(qiáng)作用,用于光譜信息測試的樣品為羅丹明6G(R6G)溶液。通過對熒光光譜的測試分析得知微球諧振腔探針表面修飾銀納米顆粒后熒光得到極大地增強(qiáng)。通過對拉曼光譜的測試分析得到以下結(jié)論:(1)、修飾有銀納米顆粒的微球諧振腔探針的拉曼光譜信息在微球諧振腔探針直徑為200μm左右時測試效果最佳;(2)、修飾有銀納米顆粒的微球諧振腔探針可被用于檢測微弱拉曼光譜信息,檢測極限達(dá)到10~-1212 mol/L;(3)、修飾有銀納米顆粒的微球諧振腔探針重復(fù)性不好,經(jīng)計算得到其標(biāo)準(zhǔn)誤差約為65%;(4)、修飾有銀納米顆粒的微球諧振腔探針穩(wěn)定性不好,長時間放置后探針的增強(qiáng)特性會失效。為了提高修飾有銀納米顆粒的微球諧振腔探針的重復(fù)性以及穩(wěn)定性,本論文提出一種在微球諧振腔探針表面包覆具有良好生物相容性、化學(xué)性質(zhì)不活潑等特性的光學(xué)透明且疏水物質(zhì)parylene-C薄膜的方法。在微球諧振腔探針表面包覆parylene-C薄膜可以在不影響探針表面銀納米顆粒的增強(qiáng)光譜信息的作用外,保護(hù)銀納米顆粒不被氧化以及減少探針每次使用后R6G溶液的吸附。通過測試分析,在微球諧振腔探針表面包覆50 nm厚度的parylene-C之后,微球諧振腔探針的重復(fù)性得到了提升,經(jīng)計算其標(biāo)準(zhǔn)誤差約為1%。且微球諧振腔探針的穩(wěn)定性也得到了提升。優(yōu)化后的微球諧振腔探針可被應(yīng)用于微弱光譜信號的測試,本論文利用該探針對部分食物(例如:瓜子、橙汁、魚肉以及辣椒)中微量食品添加劑的存在展開了測試分析。測試結(jié)果表明,瓜子中含有微量甲基橙食品添加劑,橙汁中含有微量甲基橙食品添加劑,魚肉中含有微量甲基橙以及結(jié)晶紫食品添加劑,辣椒中含有微量結(jié)晶紫以及羅丹明食品添加劑,這說明微球諧振腔探針可以被用來檢測食物中微量食品添加劑的成分。而且利用放置一個月的微球諧振腔探針測試瓜子和橙汁,結(jié)果與一個月前沒有差別,這個結(jié)果說明微球諧振腔探針表面包覆parylene-C后提高了探針穩(wěn)定性�？傮w說來,本論文中提出的修飾有銀納米顆粒的微球腔探針可用于增強(qiáng)微弱光譜信號,此外優(yōu)化后的微球腔探針重復(fù)性以及穩(wěn)定性得到了提高。且利用該結(jié)構(gòu)可以檢測分析食物中微量食品添加劑的成分。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TH744.1
【圖文】：

中北大學(xué)學(xué)位論文檢測標(biāo)記的方法進(jìn)行了探索，制備合成了由厚度為 10nm 的100nm 金納米顆粒構(gòu)成的殼分離的金納米顆粒（Au-SHIN），）最外面的薄熒光層，然后其進(jìn)一步被 5 nm 厚度的二氧化硅 1.1 所示。利用抗體對最外層的二氧化硅殼進(jìn)行功能化修飾，濃度極限達(dá)到 10 ng mL-1，此外通過檢測分析 Camacho S A熒光強(qiáng)度和免疫球蛋白-M 濃度之間存在著線性相關(guān)性[17]。

代乙醇酸的）修飾有 CdS 量子點（QD）的 Ag @ SiO2表面增強(qiáng)拉增強(qiáng)拉曼散射（SERS）和表面增強(qiáng)熒光（SEF）效應(yīng)用于抗原-抗功能生物傳感器的制備原理示意圖[18]如：金、銀）構(gòu)成的納米級別結(jié)構(gòu)在入射光的激發(fā)下的振蕩生局域表面等離子體激發(fā)效應(yīng)。根據(jù)此效應(yīng)，Damm S 等人沉積方法制備了自組裝 Au 納米棒陣列基底，將此基底嵌入構(gòu)如圖 1.3 所示，利用此結(jié)構(gòu)對羅丹明 6G 分子的表面增強(qiáng)拉光（SEF）效應(yīng)展開了研究分析，DammS 等人得到了如下結(jié)變氧化鋁模板的厚度，發(fā)現(xiàn)表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）和存在著反比關(guān)系；由于納米棒的不均勻等離子體活性，SER的蝕刻時間之間的非線性響應(yīng)關(guān)系；通過建立不同刻蝕時間納米棒的非均勻等離子體活性并解釋了 SERS 和 SEF 的非線厚度的優(yōu)化，不僅可以使 SERS、SEF 效應(yīng)達(dá)到最優(yōu)化，也

1.3 由掃描電子顯微鏡的表征金納米棒陣列形貌圖也針對熒光光譜及拉曼光譜信息的增強(qiáng)方法展的唐軍等人制備了一種用作極高靈敏度的生物構(gòu)光柵，其主要制備方法為在預(yù)應(yīng)變的聚二m 的 Ag 薄膜，并在釋放 PDMS 之后，由于作形成了 Ag 薄膜皺褶和尖端結(jié)構(gòu)，如圖 1.4 所可以在銀薄膜褶皺尖端觀察到極強(qiáng)的拉曼光譜構(gòu)檢測結(jié)晶紫（CV）溶液以及羅丹明 6G（理，此結(jié)構(gòu)中的銀薄膜也可以利用 Au、Ni供更多選擇，同時也可將褶皺結(jié)構(gòu)與微流控等譜信息的檢測[30]。

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9 許曉軍,陸啟生;分?jǐn)?shù)階傅里葉變換在球面諧振腔穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;1999年03期

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9 傅文杰;鄢揚(yáng);陳馳;關(guān)曉通;黎曉云;袁學(xué)松;黃瑛;鄧維榮;;220GHz同軸諧振腔回旋管的設(shè)計與仿真[A];中國電子學(xué)會真空電子學(xué)分會第十九屆學(xué)術(shù)年會論文集（下冊）[C];2013年

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本文編號：2780289