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银纳米粒子组装阵列上表面增强荧光研究

作　者: 冒薇
导　师: 郑军伟
学　校: 苏州大学
专　业: 物理化学
关键词: 银溶胶 局域场增强 表面等离子体共振 表面增强荧光 罗丹明B 罗丹明6G
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


荧光检测在生物科学、生物技术以及医药诊断等方面都是非常有效的检测手段,而通过提高检测灵敏度来检测微量目标分子在这些领域则显得尤为重要。许多提高灵敏度的方法已经得到了广泛的研究,而其中对金属纳米结构上的表面增强荧光的研究尤为引人关注。众所周知,处于电磁场中的金属纳米粒子,由于其与电磁场之间的相互作用可引起自由传导电子的选择性振动,并可导致特定的光学性质。若在金属纳米粒子附近存在荧光团,其荧光强度可被增强10-103倍,荧光强度的增强是通过荧光团与入射光激发的金属粒子周围的电场之间的电磁耦合发生的。通过合成粒度分布均匀,性能稳定的金、银溶胶,利用自组装技术在玻璃表面成功构筑银纳米粒子的二维亚单层结构。利用UV-Visible技术,发现在组装结构中银纳米粒子之间的相互作用对偶极子表面等离子体共振有较大的影响,这也可能意味着相邻银粒子间电磁场的增强与银粒子的偶极子模式间的耦合密切相关。银纳米粒子的粒径大小与表面增强荧光效应密切相关,在吸收光谱上粒径较大的纳米粒子其四极子共振吸收明显;与此相对应,粒径较大的银纳米粒子对荧光的表面增强效应更强。且当荧光激发波长在银纳米粒子等离子体共振吸收区域(470nm)内时,荧光获得最大增强。组装密度不同的银纳米粒子阵列对荧光的增强效应不同:密度小,粒子间距大,粒子间难以产生强的电场耦合;而当密度过大,粒子容易团聚,粒子与荧光分子的碰撞几率增大;同时粒子团聚体可能也挡住了部分荧光,荧光增强效果亦不佳。实验探索结果发现罗丹明B在组装密度为1.00左右的大粒径银纳米粒子上的荧光增强效应最明显。荧光分子与银纳米粒子之间的距离能影响荧光增强效应。在银纳米粒子组装阵列上组装不同的硫醇分子以得到不同的荧光分子与银纳米粒子间的距离,从而得到不同的表面荧光增强效应。研究发现当在组装密度为0.50的银纳米粒子阵列上组装十二硫醇时,荧光强度再一次得到增强。在相同的体系中研究罗丹明6G的表面增强荧光,进一步验证了表面增强荧光的影响因素:银纳米粒子组装结构的密度,荧光分子与银纳米粒子组装结构之间的距离。实验探索发现罗丹明6G在组装密度为1.00左右的大粒径银纳米粒子增强效应最明显。且当在组装密度为0.50的银纳米粒子阵列上组装十二硫醇时,荧光强度相较于其在银纳米粒子阵列上的荧光强度变弱。此现象与罗丹明B是相反的,这是因为罗丹明6G与罗丹明B相反电性而得到不同的荧光分子与银纳米粒子阵列的距离。

全文目录


中文摘要  5-7
Abstract  7-9
第一章 文献综述  9-34
  一、银纳米材料简介  9-14
    1.1 银纳米材料的合成进展  9-10
    1.2 银纳米结构材料的特性  10-13
    1.3 银纳米材料的应用进展  13-14
  二、荧光及表面增强荧光（SEF）简介  14-27
    1.4 荧光的原理  14-15
    1.5 金属增强荧光效应  15-16
    1.6 近金属纳米粒子的局域表面增强  16-26
    1.7 本论文的研究目标及设想  26-27
  参考文献  27-34
第二章 纳米银组装阵列上罗丹明B 表面增强荧光效应研究  34-46
  2.1 前言  34-35
  2.2 实验部分  35-36
  2.3 结果与讨论  36-43
    2.3.1 银纳米粒子二维组装体与表面等离子体共振效应  36-39
    2.3.2 银阵列表面等离子体共振与表面增强荧光  39-43
  2.4 小结  43
  参考文献  43-46
第三章 银纳米粒子与荧光分子之间的距离对表面增强效应的影响  46-60
  3.1 前言  46-47
  3.2 实验部分  47
  3.3 结果与讨论  47-58
    3.3.1 银纳米阵列上组装直链硫醇对SEF 的影响  48-55
    3.3.2 银纳米阵列上组装环状硫醇对 SEF 的影响  55-58
  3.4 小结  58-59
  参考文献  59-60
第四章 纳米银组装阵列上罗丹明6G 表面荧光增强效应研究  60-67
  4.1 前言  60
  4.2 实验部分  60-61
  4.3 结果与讨论  61-65
    4.3.1 不同组装密度的银纳米组装阵列的紫外吸收光谱  61
    4.3.2 银纳米阵列表面等离子体共振与表面增强荧光  61-65
  4.4 小结  65-66
  参考文献  66-67
总结  67-69
作者在学习期间发表的论文  69-70
致谢  70

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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