本文選題：蟬翅　切入點(diǎn)：表面增強(qiáng)拉曼(SERS)　出處：《北京化工大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：拉曼散射效應(yīng)的研究,最初是由印度的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的一種可以用來(lái)有效反映待測(cè)分子的結(jié)構(gòu)特征信息的分析技術(shù),但研究發(fā)現(xiàn),在通過(guò)其散射后觀察所得到的信號(hào)強(qiáng)度非常的弱,這一缺點(diǎn)曾經(jīng)一度的限制了該效應(yīng)在實(shí)際的檢測(cè)分析方面的應(yīng)用。相反,利用表面增強(qiáng)拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering, SERS)技術(shù)檢測(cè)之時(shí),基于基底金屬表面的粗糙化的結(jié)構(gòu)特征,其分子信號(hào)的增強(qiáng)效果往往可以達(dá)到常規(guī)拉曼的106倍左右甚至更高,而且,它在檢測(cè)過(guò)程中所具有的對(duì)待測(cè)的物質(zhì)的非破壞性及高效的優(yōu)良性能,使得表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)在發(fā)現(xiàn)以來(lái)得以應(yīng)用于眾多的科學(xué)領(lǐng)域。 在近幾年的研究發(fā)展中,拉曼活性基底的制備一直以來(lái)備受研究者的重視,高效穩(wěn)定的拉曼活性基底對(duì)于分子檢測(cè)的過(guò)程起著至關(guān)重要的作用。它往往需要具有一定規(guī)律有序的粗糙性結(jié)構(gòu)才更能有利于測(cè)試過(guò)程中分子信號(hào)的增強(qiáng)。而通過(guò)生物學(xué)家等的研究發(fā)現(xiàn),自然界中,各種動(dòng)植物通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的自然選擇,逐漸進(jìn)化出用以更好的適應(yīng)自然環(huán)境變化的各種優(yōu)良的特性,這些特征不僅僅與其表面的構(gòu)成成分密切相關(guān),而且也與其表面所具有的微觀結(jié)構(gòu)具有著一定程度上的聯(lián)系。如人們通過(guò)利用掃描電鏡對(duì)蟬翅表面進(jìn)行觀察研究時(shí)發(fā)現(xiàn),蟬翅的表面覆有均勻有序的乳狀突起結(jié)構(gòu),這一結(jié)構(gòu)特征由于與其表面的相關(guān)性能有著密切的聯(lián)系,在仿生材料的研究方面已備受關(guān)注。 鑒于此,基于蟬翅表面所具有的這一均一的粗糙性結(jié)構(gòu)正好滿足了拉曼活性基底的特點(diǎn),再加之其表面的超疏水性能有利于濃縮待測(cè)分子的濃度,本論文擬采用蟬翅這一天然的綠色生物材料,來(lái)進(jìn)行表面增強(qiáng)拉曼基底的制備,以期望最大限度的簡(jiǎn)化目前表面增強(qiáng)拉曼基底制備過(guò)程的復(fù)雜性及制備昂貴的缺點(diǎn),并進(jìn)一步提高待測(cè)物質(zhì)檢測(cè)下限,由此建立一種綠色、簡(jiǎn)便的且價(jià)格低廉的基底制備方法。通過(guò)對(duì)所制備的基底進(jìn)行相關(guān)的性能測(cè)試,及應(yīng)用性試驗(yàn),鑒定了此基底的可應(yīng)用性,同時(shí)也進(jìn)一步探討了表面增強(qiáng)拉曼效應(yīng)的增強(qiáng)機(jī)理等。本文主要的研究?jī)?nèi)容可以概括為以下五個(gè)部分： 一：構(gòu)建了均一的、有序的銀／蟬翅(Ag/cicada wing) SERS活性基底。利用蟬翅表面本身所具有的周期性的納米乳突結(jié)構(gòu),通過(guò)化學(xué)還原法,進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)條件控制后,在蟬翅表面的乳突上原位生長(zhǎng)得到銀納米顆粒(Ag NPs),從而得到具有3D有序結(jié)構(gòu)的SERS活性基底。并利用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(Field emission scanning electron microscope, FESEM),X射線光電子能譜儀(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS),X射線衍射儀(X-ray Diffraction, XRD),接觸角測(cè)量?jī)x(OCA20machine)等設(shè)備對(duì)所制備的基底進(jìn)行了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)及表面疏水性的表征。 二：采用了系列濃度的羅丹明6G作為待測(cè)的分子,對(duì)制備得到的銀／蟬翅活性基底進(jìn)行了SERS增強(qiáng)效果、重復(fù)性、定量性、均一性等的表征。分析確定了制備基底在應(yīng)用方面具備的優(yōu)勢(shì)。 三：利用時(shí)域有限差分方法(Finite Difference Time Domain,FDTD)模擬分析銀/蟬翅活性基底的增強(qiáng)原理。通過(guò)模擬計(jì)算結(jié)果,討論了基底上熱點(diǎn)的分布情況,及其對(duì)基底增強(qiáng)效果的作用。 四：采用銀/蟬翅活性基底,對(duì)農(nóng)藥福美雙分子進(jìn)行了濃度梯度測(cè)試,分析了該基底在低濃度農(nóng)藥殘留物檢測(cè)方面的優(yōu)勢(shì)。 五：針對(duì)銀/蟬翅活性基底的優(yōu)良特性,利用其進(jìn)行了革蘭氏陽(yáng)性菌,革蘭氏陰性菌,三磷酸腺苷(adenosine5'-triphosphate, ATP)及二磷酸腺苷(adenosine5'-diphosphate, ADP)方面的分析檢測(cè)。探討了此基底在生物檢測(cè)方面的應(yīng)用前景及效果。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R943

【共引文獻(xiàn)】

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