Ag@SiO2的制備及其在生物膜中的SERS研究.pdf

1、表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)效應(yīng)是指吸附在粗糙化金屬表面的化合物由于表面局域等離子激元被激發(fā)所引起的電磁增強(qiáng)，以及粗糙表面上的原子簇及吸附其上的分子構(gòu)成拉曼增強(qiáng)的活性點(diǎn)，這兩者的作用使被測(cè)定物的拉曼散射產(chǎn)生極大的增強(qiáng)效應(yīng)。它具有高靈敏度，高分辨率，并且不受水的影響，能夠提供豐富的分子光譜信息，被人們廣泛用于物理、生物和化學(xué)領(lǐng)域。SERS效應(yīng)的強(qiáng)弱不僅僅取決于金屬的性質(zhì)，還與其納米結(jié)構(gòu)的尺寸，間距和形狀有密切關(guān)系。特別是SERS效應(yīng)對(duì)金屬

2、表面的形貌和介電常數(shù)有著特殊的要求，所以只有極少數(shù)的金屬的納米級(jí)粗糙表面或者它們的納米結(jié)構(gòu)才具有較高的SERS效應(yīng)，并且基底材料和表面形貌的普適性很差，因此盡管SERS技術(shù)已經(jīng)得了廣泛的應(yīng)用，但制備出符合要求的納米結(jié)構(gòu)表面仍然相當(dāng)困難。SERS基底的制備一直是表面增強(qiáng)拉曼領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)。而金屬溶膠是一種較好的拉曼增強(qiáng)基底材料，但金屬金屬溶膠會(huì)隨著放置時(shí)間產(chǎn)生無(wú)序團(tuán)聚，這樣使得SERS信號(hào)變得很差，無(wú)法進(jìn)行定量分析，并且金屬

3、溶膠不能避免基底與探針分子間的相互作用。核殼結(jié)構(gòu)可以避免這些缺點(diǎn)，人們?cè)诟呋钚缘馁F金屬顆粒的四周包裹一層極薄的并且致密的二氧化硅膜或者三氧化二鋁膜，基本上解決了SERS基底材料及表面形貌的普適性差的難題。本文采用增強(qiáng)能力很強(qiáng)的納米銀顆粒包裹一層SiO2(Ag@SiO2)，這樣就可以防止顆粒間的聚集，也不影響核的光學(xué)性質(zhì)，最主要的是SiO2的化學(xué)表面研究已經(jīng)很純熟了，容易進(jìn)行表面修飾。
　　本文采用兩種方法合成Ag@SiO2，以羅丹

4、明和吡啶為探針分子探測(cè)其增強(qiáng)作用。并且將制備的增強(qiáng)效果比較好的SERS基底用于研究生物膜的拉曼增強(qiáng)。
　　主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.建立一種殼層隔絕納米粒子增強(qiáng)拉曼光譜，在高SERS活性的Ag納米粒子表面包裹一層具有化學(xué)惰性的殼層(SiO2)。在銀膠溶液中加入TEOS，經(jīng)過(guò)不斷的攪拌，使二氧化硅一層一層的沉積到納米銀顆粒表面，形成Ag@SiO2SERS基底，然后用掃描電鏡，透射電鏡，吸收以及拉曼手段表征Ag@SiO2

5、。并且以吡啶分子為探針分子，研究不同厚度的Ag@SiO2的拉曼增強(qiáng)效果。
　　2.用硅酸鈉溶液在納米銀顆粒上沉積一層極薄的二氧化硅膜，生成Ag@SiO2，然后用透射電鏡、紫外吸收表征Ag@SiO2的核殼結(jié)構(gòu)，觀察其膜的厚度。然后以吡啶分子和羅丹明6G分子為探針分子，用拉曼手段觀察包裹不同厚度的Ag@SiO2的SERS活性強(qiáng)弱。
　　3.選出SERS活性最好的Ag@SiO2加入生物分子膜DPPC和DOPC觀察其SERS活性，用