發(fā)布時間：2020-07-26 17:11

【摘要】：表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)是在普通拉曼光譜的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的一門新興分析技術(shù),它主要是依靠具有拉曼活性的金屬納米材料來增強(qiáng)普通拉曼光譜的信號。SERS已逐漸發(fā)展成為一種超靈敏、無損的光譜技術(shù),在食品安全檢測、環(huán)境監(jiān)測以及農(nóng)藥殘留檢測等領(lǐng)域有重要的應(yīng)用。根據(jù)相關(guān)的理論研究,SERS的巨大信號增強(qiáng)來自金屬納米結(jié)構(gòu)(稱為SERS基底)的局域電場增強(qiáng)。因此,高靈敏度、高重現(xiàn)性SERS基底的構(gòu)筑是定量SERS分析的關(guān)鍵。本文結(jié)合紫外臭氧原位處理技術(shù)和層層組裝技術(shù)制備了高靈敏度的三維(3D)金銀核殼納米立方(Au@Ag NCs)SERS基底。論文主要研究內(nèi)容如下:首先,以Au@Ag NCs為組裝單元,采用液-液界面自組裝技術(shù)將其組裝成大面積單層膜,然后分別采用紫外臭氧后處理以及紫外臭氧原位處理技術(shù)對Au@Ag NCs單層膜進(jìn)行處理。通過TEM、SEM、XRD、UV-vis、拉曼光譜、Image J軟件、FDTD仿真軟件對Au@Ag NCs二維(2D)SERS基底進(jìn)行了系統(tǒng)地研究。表征了納米顆粒間隙密度以及間隙尺寸隨著原位處理時間的變化。紫外臭氧原位處理技術(shù)可以確保納米顆粒在基底上均勻且密集地分布,這使其能夠?qū)崿F(xiàn)比傳統(tǒng)的紫外臭氧后處理技術(shù)更顯著的拉曼增強(qiáng)和更好的信號均勻性。通過FDTD模擬,從理論上分析了具有不同納米顆粒間隙的Au@Ag NCs二聚體的電磁場分布,理論模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果具有較好的一致性。其次,結(jié)合紫外臭氧原位處理技術(shù),對Au@Ag NCs薄膜進(jìn)行層層自組裝來制備高靈敏度和高信號均勻性的3D SERS基底。SERS靈敏度可以通過對原位處理的納米顆粒單層膜進(jìn)行層層自組裝得到進(jìn)一步優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,紫外臭氧原位處理的3D SERS基底比2D SERS基底顯示出數(shù)倍的信號增強(qiáng),同時也具有更好的信號均勻性和時間穩(wěn)定性。最后,基于紫外臭氧原位處理3D Au@Ag NCs基底的優(yōu)點(diǎn),實(shí)現(xiàn)了對不同碳酸飲料中加標(biāo)羅丹明B(RB)和柯衣定的快速檢測,建立了這兩種色素分子在三種不同碳酸飲料中定量檢測的標(biāo)準(zhǔn)曲線。某無色和紅色碳酸飲料中羅丹明B的檢出限均可達(dá)2.5×10~(-7)M,某無色和橙色碳酸飲料中柯衣定的檢出限分別可達(dá)10~(-7) M和2.5×10~(-7) M,且色素分子的特征峰強(qiáng)度和分析物濃度之間具有良好的線性關(guān)系。這種良好的線性關(guān)系進(jìn)一步證明了3D Au@Ag NCs基底的高靈敏度和優(yōu)異的重現(xiàn)性,使其極大的推進(jìn)了SERS作為傳統(tǒng)分析技術(shù)在檢測食品中的各種污染物的廣泛應(yīng)用。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O657.37;TS207.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 顧海昕;張永豐;;SERS技術(shù)在火災(zāi)物證鑒定中的應(yīng)用與展望[J];消防科學(xué)與技術(shù);2018年11期

2 吳虹標(biāo);;氧化作用對于貴金屬SERS性能的影響研究[J];科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新;2019年11期

3 Dan Song;Rong Yang;Feng Long;Anna Zhu;;Applications of magnetic nanoparticles in surface-enhanced Raman scattering(SERS)detection of environmental pollutants[J];Journal of Environmental Sciences;2019年06期

4 Shengkai Li;Jiamei Xu;Shen Wang;Xin Xia;Long Chen;Zhuo Chen;;Versatile metal graphitic nanocapsules for SERS bioanalysis[J];Chinese Chemical Letters;2019年09期

5 Mingwang Li;Yuanyuan Qiu;Chenchen Fan;Kai Cui;Yongming Zhang;Zeyu Xiao;;Design of SERS nanoprobes for Raman imaging:materials, critical factors and architectures[J];Acta Pharmaceutica Sinica B;2018年03期

6 陳華祥;尤汀汀;徐更;高宇坤;張晨萌;楊楠;殷鵬剛;;濕度響應(yīng)納米復(fù)合材料的組裝及其SERS傳感器應(yīng)用（英文）[J];Science China Materials;2018年09期

7 孟娟;楊良保;張莉;唐祥虎;;基于SERS技術(shù)快速實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場毒品檢測[J];光散射學(xué)報;2016年04期

8 趙苗苗;劉文耀;杜建功;郭旭東;王磊;夏美晶;唐軍;;Multidimensional Co_3O_4 nano sponge for the highly sensitive SERS applications[J];Optoelectronics Letters;2017年01期

9 宋薇;劉卓;齊寶玲;郭月;王麗麗;王海;何成彥;趙冰;;半導(dǎo)體納米粒子SERS基底對大腸桿菌的無損檢測研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2017年05期

10 趙進(jìn)輝;李耀;袁海超;劉木華;;鴨肉中環(huán)丙沙星殘留的表面增強(qiáng)拉曼光譜測定[J];分析測試學(xué)報;2017年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 劉國坤;謝麗芳;盧江龍;周志明;鄒義松;王昕;任斌;田中群;;SERS快檢中的基礎(chǔ)科學(xué)問題初探[A];第二十屆全國光散射學(xué)術(shù)會議（CNCLS 20）論文摘要集[C];2019年

2 李盼;葛美紅;楊良保;;表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)高靈敏檢測復(fù)雜體系中的小分子[A];第二十屆全國光散射學(xué)術(shù)會議（CNCLS 20）論文摘要集[C];2019年

3 張東杰;郝銳;時明月;方吉祥;;基于輕質(zhì)微球策略的超靈敏SERS檢測[A];第二十屆全國光散射學(xué)術(shù)會議（CNCLS 20）論文摘要集[C];2019年

4 劉蕊華;王哲哲;林林;馮卓宏;鄭志強(qiáng);;SERS微陣列的制備及其等離子增強(qiáng)性能研究[A];第二十屆全國光散射學(xué)術(shù)會議（CNCLS 20）論文摘要集[C];2019年

5 朱利;陸輝;崔一平;;構(gòu)筑有效熱點(diǎn)實(shí)現(xiàn)高靈敏SERS檢測[A];第二十屆全國光散射學(xué)術(shù)會議（CNCLS 20）論文摘要集[C];2019年

6 Chang Chen;;Semiconductor technologies based Raman and SERS[A];第二十屆全國光散射學(xué)術(shù)會議（CNCLS 20）論文摘要集[C];2019年

7 楊勇;楊莉莉;彭宇思;單玉鳳;黃政仁;;新型半導(dǎo)體SERS材料[A];第二十屆全國光散射學(xué)術(shù)會議（CNCLS 20）論文摘要集[C];2019年

8 顧海昕;薛林;張永豐;;納米金復(fù)合微球SERS基底的制備及其在火災(zāi)物證鑒定中的應(yīng)用研究[A];2016中國消防協(xié)會科學(xué)技術(shù)年會論文集[C];2016年

9 劉凡新;詹鵬;吳蔚;王振林;;Gap Plasmons Spilling-out for Single-Molecule SERS[A];第十九屆全國光散射學(xué)術(shù)會議摘要集[C];2017年

10 Shuai Yue;Xiao-Ting Sun;Ning Wang;Ya-Ning Wang;Yue Wang;Ming-Li Chen;Jian-hua Wang;Zhang-Run Xu;;A SERS-Fluorescence Dual-Mode p H Sensing Method Based on Janus Microparticles[A];第十九屆全國光散射學(xué)術(shù)會議摘要集[C];2017年

相關(guān)重要報紙文章 前3條

1 本報記者 孫萌萌;“科學(xué)的光環(huán)無法刻意‘打造’”[N];人民政協(xié)報;2017年

2 記者 劉肖勇;半導(dǎo)體表面增強(qiáng)拉曼散射基底研究取得進(jìn)展[N];廣東科技報;2019年

3 記者 吳吉 通訊員 段文迪 孫銘澤;哈工大(深圳)本科生論文上頂級期刊[N];深圳商報;2019年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 崇漢寶;不同尺寸的金納米顆粒的催化和SERS應(yīng)用[D];安徽大學(xué);2019年

2 易喻;基于SERS技術(shù)的納米顆粒合成、表征及miRNA檢測應(yīng)用[D];浙江工業(yè)大學(xué);2019年

3 潘廷跳;基于光譜和成像技術(shù)的香梨黑斑病發(fā)病過程監(jiān)測與快速檢測方法研究[D];華南理工大學(xué);2019年

4 張景然;面向SERS基底微結(jié)構(gòu)的針尖壓痕疊加加工技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

5 劉雨平;基于SERS檢定水果表面農(nóng)藥殘留水平的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

6 張陳濤;激光制備石墨烯/銀復(fù)合結(jié)構(gòu)SERS器件及應(yīng)用研究[D];廈門大學(xué);2017年

7 鄒玉秀;石墨納米囊在SERS定量分析和生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2018年

8 郭紅燕;多功能磁性/貴金屬復(fù)合SERS基底的制備及應(yīng)用研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2018年

9 楊琳;典型癌癥標(biāo)志物的SERS免疫分析及光熱免疫分析新方法[D];西南大學(xué);2018年

10 王俊峰;金/銀殼磁珠及其復(fù)合基底的可控制備與SERS檢測關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 Ogugua Paul Chinonso;貴金屬納米顆粒表面增強(qiáng)拉曼散射的時域有限差分模擬[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

2 許瑤P^;基于SERS技術(shù)檢測畜禽肉中三種抗生素殘留物的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

3 劉宇環(huán);磁性SERS探針馬達(dá)的制備和胞內(nèi)傳感研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

4 劉洋;結(jié)合信號放大技術(shù)的病毒基因SERS傳感器的構(gòu)建及應(yīng)用研究[D];南京郵電大學(xué);2019年

5 陳薪璇;應(yīng)用SERS技術(shù)檢測三種精神類麻醉藥品的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

6 李放;腫瘤細(xì)胞微環(huán)境SERS納米溫度計構(gòu)建及其性能研究[D];南京郵電大學(xué);2019年

7 夏靜;基于SERS光譜的茶湯中兒茶素的檢測研究[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2019年

8 王倩;基于SP成像光刻技術(shù)的大面積均勻和高靈敏納米結(jié)構(gòu)SERS基底的制備與性能研究[D];四川師范大學(xué);2019年

9 高蒙蒙;三維SERS基底的制備及在違禁色素檢測中的應(yīng)用[D];大連理工大學(xué);2019年

10 周毅;金字塔型SERS基底的研究[D];大連理工大學(xué);2019年

本文編號：2771051