表面Core-衛(wèi)星狀納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及其在生物分子檢測方面的應(yīng)用.pdf

1、貴金屬納米粒子具有獨特的局域表面等離子體共振現(xiàn)象(LSRP)，由于其對由待檢測組分或生物分子相互作用所引起的表面局域介電環(huán)境的改變有高靈敏度的響應(yīng)，被廣泛應(yīng)用于化學(xué)與生物傳感檢測等領(lǐng)域的研究。金屬納米粒子LSPR現(xiàn)象具有兩個重要的效應(yīng): LSPR會增強金屬納米粒子對入射光的選擇性共振吸收，同時受顆粒的組分、尺寸、形狀及周圍環(huán)境的介電情況的影響產(chǎn)生峰位移的變化，因而基于此可構(gòu)建比色傳感器;另外，LSPR會導(dǎo)致納米粒子周圍局域電磁場的增強，

2、這可以進一步被應(yīng)用于基于表面增強拉曼(SERS)的傳感檢測研究中。本論文基于LSPR效應(yīng)，并結(jié)合core-衛(wèi)星結(jié)構(gòu)這種特定的組裝體相對于單獨的二聚體結(jié)構(gòu)對LSPR的信號放大策略，分別選用DNA與葡萄糖分子這兩種待檢測的目標分子作為組裝的連接介質(zhì)，將不同尺寸和組分的貴金屬納米粒子組裝在基底表面形成core-衛(wèi)星狀納米結(jié)構(gòu)。通過測試組裝前后的UV-vis吸收光譜及SERS光譜的信號變化完成對目標分子的檢測。由于組裝和檢測是在基底操作進行的，

3、可以避免溶液體系中雜質(zhì)或鹽、pH值的變化所引起的假陽性信號，而且基于在基底進行的組裝及后續(xù)的解組裝還可實現(xiàn)檢測操作的循環(huán)往復(fù)進行。
　　(1)利用DNA作為連接媒介將尺寸不同的金納米粒子組裝在基底表面形成core-衛(wèi)星狀結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)建了可實現(xiàn)對DNA循環(huán)檢測的傳感平臺。將分別作為core、衛(wèi)星粒子的兩種不同粒徑尺寸的金納米粒子修飾上巰基DNA，通過與互補序列的目標DNA雜交實現(xiàn)core-衛(wèi)星納米結(jié)構(gòu)的組裝。結(jié)果表明，隨著目標DNA

4、濃度的降低，基底表面core粒子周圍的衛(wèi)星納米粒子數(shù)目逐漸減少，相應(yīng)的UV光譜的峰位與峰強度發(fā)生線性的紅移或降低，所檢測目標DNA鏈檢測限可以低至1nM。此外，當DNA序列出現(xiàn)單個堿基錯配情況時同樣可以通過光譜變化實現(xiàn)檢測和區(qū)分。在基底表面完成對DNA鏈的檢測相比于常見的溶液中比色檢測的優(yōu)勢是其可進行多次重復(fù)性的檢測，并避免溶液相中由于鹽或pH值影響所產(chǎn)生的假陽性信號。另外相比于在表面通過電子束光刻方法(EBL)構(gòu)造規(guī)則納米陣列的高成本

5、，本實驗中通過DNA誘導(dǎo)在表面構(gòu)造納米粒子組裝結(jié)構(gòu)同樣可以得到相對整齊規(guī)整的結(jié)構(gòu)，且操作方法簡單實驗成本較低。
　　(2)利用α-D-葡萄糖分子兩組順式共平面二羥基在偏堿性條件下與硼酸基團發(fā)生特異性結(jié)合在基底形成core-衛(wèi)星結(jié)構(gòu)，構(gòu)筑了可用于葡萄糖檢測的SERS傳感器。在基底表面組裝上作為core的銀納米粒子（AgNPs）并通過S-Ag鍵作用修飾上對巰基苯硼酸分子(MPBA)，通過α-D-葡萄糖分子將表面修飾有MPBA分子的Au

6、NPs組裝到Agcore的周圍，形成雙組分的core-衛(wèi)星結(jié)構(gòu)。由于MPBA分子自身具有拉曼信號可作為SERS檢測的信號分子，同時提供組裝所需的識別基團;而core-衛(wèi)星組裝結(jié)構(gòu)本身可為SERS提供多個活性“熱點”，相比于組裝前單獨分散的core結(jié)構(gòu)，由葡萄糖分子引入所得到的組裝結(jié)構(gòu)其LSPR效應(yīng)會導(dǎo)致粒子周圍局域電磁場的增強，這種近場增強使MPBA分子的信號得到十幾個數(shù)量級的放大，因而根據(jù)組裝前后SERS信號強度的變化可實現(xiàn)對α-D-