高性能表面增強拉曼基底的構(gòu)建及應(yīng)用.pdf

1、表面增強拉曼散射（SERS）是一種新型的痕量分析技術(shù)，具有靈敏度高，測定簡單、快速的特點，已在痕量分析、反應(yīng)過程監(jiān)測、生物成像等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。為了提高SERS分析方法的分析性能，可采用多種措施，其中最為有效的措施是提高SERS增強基底的性能。不同的分析對象具有不同的拉曼活性，與SERS基底的相互作用也不盡相同。本學(xué)位論文針對不同應(yīng)用對象，設(shè)計和制備了一系列高性能的SERS基底，并研究它們的應(yīng)用性能，主要內(nèi)容如下：
　　第一

2、章綜述了SERS分析技術(shù)及SERS基底研究的最新進展，并提出了本論文的主要研究目標(biāo)。
　　第二章制備了磁性Fe3O4-Ag納米粒子復(fù)合SERS基底，并建立了一種還原性谷胱甘肽（GSH）的高靈敏檢測方法。采用磁性Fe3O4負載納米銀粒子，不僅可避免銀粒子無序團聚導(dǎo)致SERS信號的低重現(xiàn)性，而且可通過磁力進行分離，測定方便?？紤]到GSH自身的拉曼活性較弱，采用拉曼活性高的結(jié)晶紫作為探針分子。由于納米Ag與GSH分子中的S的相互作用遠大

3、于其與探針分子中N的相互作用，因此GSH可以置換吸附于納米Ag表面的結(jié)晶紫。實驗發(fā)現(xiàn)，結(jié)晶紫的SERS信號的減少量與GSH的濃度存在線性關(guān)系。該方法的線性范圍為50-700nmol L-1，檢出限可低至40nmol L-1，且選擇性好，生物樣品基質(zhì)中常見的陰陽離子、氨基酸等物質(zhì)均無干擾。
　　第三章利用液液界面組裝的方式制備納米Ag二維陣列，再采用激光加工使柔性石墨烯片層緊密的貼合至納米銀陣列的表面，制備了石墨烯緊密包覆的納米銀陣

4、列SERS基底，并將其應(yīng)用于甲基化DNA的監(jiān)測。納米銀陣列結(jié)構(gòu)的構(gòu)建改善了基底的均勻性，并有利于熱點的形成。石墨烯保護層不但可防止金屬Ag粒子的氧化，而且可以隔離測定分子與金屬粒子的直接接觸。相關(guān)實驗和模擬計算表明，激光處理后的石墨烯-銀陣列可以產(chǎn)生有效的電磁耦合。利用該增強基底，結(jié)合選擇性抗體修飾的納米金作為富集單元，對痕量甲基化DNA（5mC）及其兩種氧化產(chǎn)物進行了測定。對5mC的檢出限可低至1.8pmol L-1。
　　第四

5、章和第五章利用聚乙烯醇（PVA）的凝膠特性，采用原位還原-冷凍成膠的方式制備了分別含裸露納米銀和表面化學(xué)改性納米銀的三維PVA凝膠基底，并將其用于小分子有機物的測定。凝膠基底不僅具有三維尺度的均勻性，而且深度掃描和切片實驗證實了該基底的有效深度高達100μm，這大大提高了拉曼增強效果。為了提高這類凝膠基底對與納米銀裸表面作用較弱的疏水性有機物的測定能力，結(jié)合納米銀顆粒表面環(huán)糊精（CD）的化學(xué)修飾，制備了環(huán)糊精修飾的PVA-CD-Ag凝膠

6、SERS基底，并建立了疏水性環(huán)境污染物的SERS測定方法。環(huán)糊精對特定分子的主客體作用極大地增強了疏水性環(huán)境污染物的SERS信號。該基底成功地應(yīng)用于三種磺胺類以及三種喹諾酮類抗生素的測定中，檢出限可低至5ng mL-1。
　　第六章利用環(huán)糊精修飾的納米銀組裝得到了Pickering乳液型SERS增強基底，并成功的應(yīng)用于兩相界面化學(xué)反應(yīng)的監(jiān)測中。β-環(huán)糊精作為乳化劑和表面修飾劑，使納米銀能夠穩(wěn)定的存在于Pickering乳液的表面，