硅基SERS基底優(yōu)化及對臨床耳聾突變致病基因和實體水中汞離子的檢測.pdf

1、硅納米材料具備很多優(yōu)異的特性，在分析化學和生物學等學科領(lǐng)域中受到廣泛的關(guān)注。本論文基于電化學反應原理通過調(diào)節(jié)和優(yōu)化反應溶液硝酸銀的pH值，在單晶硅片表面原位還原生長銀納米粒子，制備得到粒徑分布均勻的硅基材料（Silver Nanoparticles-decorated Silicon wafer，AgNPs@Si），并對不同pH值條件下得到的AgNPs@Si基底進行表面增強拉曼散射（Surface-Enhanced Raman Scat

2、tering，SERS）效應的科學研究。以優(yōu)化后的AgNPs@Si材料作為高效的SERS基底，我們進一步發(fā)展了一種新型的硅基SERS檢測策略，實現(xiàn)對基因突變性耳聾致病基因和湖水中汞離子含量的分析檢測。本論文的主要研究內(nèi)容有:
　　1、用氫氟酸蝕刻法制備AgNPs@Si SERS基底。系統(tǒng)研究了反應溶液硝酸銀的pH值對AgNPs@Si表面形貌（粒子尺寸和分布情況）及其SERS強度的影響。隨著硝酸銀溶液的pH值從1增加到12，銀納米粒

3、子尺寸不斷增大（40-120 nm），趨向于均勻分布，材料具有較高的SERS信號強度；當硝酸銀溶液的pH值繼續(xù)增加到13和14時，銀納米粒子出現(xiàn)尺寸不均一現(xiàn)象，部分粒子聚集嚴重。相應的，AgNPs@Si材料的拉曼強度逐漸減弱。在硝酸銀溶液的pH值為12時制備得到的AgNPs@Si材料具有最強的SERS信號強度，重現(xiàn)性良好。
　　2、選擇最優(yōu)條件下的AgNPs@Si材料（pH值為12）作基底，發(fā)展了莖環(huán)結(jié)構(gòu)DNA輔助的硅基SERS檢

4、測平臺并對DNA及實際體系中的耳聾突變致病基因進行靈敏性和特異性分析檢測。其最低檢測濃度低至500 fM，具有良好的靈敏性、特異性和重現(xiàn)性。
　　3、繼續(xù)選取最佳條件下制備得到的AgNPs@Si材料（pH值為12）作為基底，我們構(gòu)建了一種高效的SERS生物傳感器，完成了對毒性汞離子的分析檢測。在八種干擾離子存在的條件下對汞離子的檢測極限最低可達到100 fM，同時可實現(xiàn)對實體湖水中汞離子的高特異性和靈敏性檢測。AgNPs@Si材料