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基于纳米多孔银的表面增强拉曼散射

作　者: 赵寅
导　师: 黄锡荣
学　校: 山东大学
专　业: 分析化学
关键词: 表面增强拉曼散射纳米多孔银银纳米粒子电磁场增强凝血酶适配体传感器
分类号: O657.37
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

表面增强拉曼散射(SERS)技术是基于拉曼散射而建立起来的分析表征技术,具有灵敏度高、分辨率好、水干扰小等优点。近年来,SERS技术已在分析化学、生物医学诊断等领域得到了广泛应用。去合金腐蚀法制备的纳米多孔金属材料具有良好的稳定性、均匀的表面形貌、准周期结构以及表面等离子共振效应,受到了研究人员的广泛关注,已成为开展SERS研究的“明星”活性基底。本论文以去合金腐蚀法制备的纳米多孔银作为SERS活性基底,研究了纳米多孔银与银纳米粒子之间的电磁场耦合增强机理,并且构建了高灵敏度、高选择性的凝血酶SERS检测体系。具体研究内容包括：1、利用DNA杂交调控纳米多孔银与银纳米粒子的电磁场耦合在大块纳米多孔银表面,通过DNA的杂交反应,构建了纳米多孔银/DNA-Cy5/银纳米粒子的三明治夹心结构,用以研究其SERS增强效应。在该三明治结构中,Cy5所产生的SERS信号中没有化学增强效应的干扰。与纳米多孔银相比,这种三明治结构表现出特别强烈的电磁场增强效应。在银纳米粒子在纳米多孔银表面覆盖度相同的条件下,SERS信号的强度随着双链DNA链长的增加呈现指数下降。同时,在该三明治结构中,纳米多孔银较大的孔径尺寸会导致较弱的电磁场增强,但是电磁场的相对强度并不随孔径大小而改变,而是取决于双链DNA的长度。2、基于SERS的凝血酶适配体传感器凝血酶在生物体内有着重要的生理功能,对其高灵敏度分析检测具有重要意义。我们以双官能团化合物4-氨基苯硫酚为连接分子,将其氨基重氮化后与凝血酶中的组氨酸发生偶联反应,使凝血酶连接到银纳米粒子表面；同时通过Ag-S键自组装效应将凝血酶的核酸适配体固定在纳米多孔银基底表面。利用凝血酶与其核酸适配体之间的特异性反应,构建了凝血酶适配体传感器。由于纳米多孔银与银纳米粒子之间形成了热点区域,偶联反应生成的N=N键的拉曼峰受其影响选择性增强成为拉曼标签,其峰强度随着凝血酶浓度的增高而增强,使凝血酶的检测灵敏度得到提升。在1.00pM至1.00nM范围内拉曼标签峰的SERS强度与凝血酶浓度呈线性关系,检测下限可达0.01pM。同时,该检测方法能够区分出目标蛋白和其它非特异性的蛋白,具有良好的选择性。

全文目录

目录  4-6
Contents  6-8
摘要  8-10
Abstract  10-13
第一章绪论  13-42
  1.1 拉曼散射简介  13-15
  1.2 表面增强拉曼散射  15-25
    1.2.1 表面增强拉曼散射现象的发现及其特点  15-16
    1.2.2 表面增强拉曼散射的增强机理  16-19
    1.2.3 表面增强拉曼散射基底  19-20
    1.2.4 表面增强拉曼散射在生物分析检测中的应用  20-25
  1.3 纳米多孔金属  25-29
    1.3.1 纳米多孔金属的制备方法  25-29
    1.3.2 纳米多孔金属的应用  29
  1.4 本论文的立题依据和研究内容  29-30
  1.5 参考文献  30-42
第二章利用DNA杂交调控纳米多孔银与银纳米粒子的电磁场耦合  42-58
  2.1 引言  42-43
  2.2 实验部分  43-46
    2.2.1 材料与试剂  43-44
    2.2.2 实验仪器  44
    2.2.3 实验步骤  44-46
  2.3 结果与讨论  46-53
  2.4 结论  53
  2.5 参考文献  53-58
第三章基于SERS的凝血酶适配体传感器  58-74
  3.1 引言  58-59
  3.2 实验部分  59-61
    3.2.1 材料与试剂  59-60
    3.2.2 实验仪器  60
    3.2.3 TBA在NPS上的固定  60
    3.2.4 Ag NPs的功能化  60-61
    3.2.5 重氮化偶联反应及三明治结构的构建  61
  3.3 结果与讨论  61-70
  3.4 结论  70
  3.5 参考文献  70-74
致谢  74-75
攻读硕士学位期间发表的学术论文  75-76
附录  76-80
学位论文评阅及答辩情况表  80

基于纳米多孔银的表面增强拉曼散射

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