金及金銀核殼納米棒在玻璃表面的組裝及其局域表面等離子體共振傳感性能研究.pdf

1、貴金屬納米粒子具有獨特的局域表面等離子體共振(LSPR)的特性,該特性顯示在可見-近紅外光譜圖中有特征吸收帶。貴金屬納米粒子的LSPR吸收峰與納米粒子的組成、形貌、大小以及周圍介質(zhì)的介電常數(shù)等因素密切相關(guān)。棒狀金納米顆粒在吸收光譜上有兩個吸收峰,一個位于510-530 nm范圍內(nèi),稱為橫向SPR吸收,另一個位于波長更長范圍,稱為縱向SPR吸收?？v向SPR吸收峰易受周圍介質(zhì)影響而在較寬波長范圍移動,由此可建立靈敏的LSPR傳感響應(yīng)。因此,

2、棒狀納米粒子的合成及其LSPR的分析應(yīng)用成為人們的研究熱點。本文以金納米棒組裝體為研究主體,通過改變組裝方式、納米棒縱橫比大小以及金納米棒表面覆蓋不同厚度的銀薄層,考察納米棒組裝膜的LSPR性能,旨在能主動調(diào)控納米棒組裝體的LSPR傳感行為,構(gòu)建基于納米棒組裝體的LSPR生物傳感器,獲得靈敏度高、穩(wěn)定性好、簡便快速的無標記生物分析方法。
　　主要研究內(nèi)容及研究結(jié)果如下:
　　第一部分,金銀納米棒膜的構(gòu)建
　　采用晶種直

3、接生長法和自組裝法兩種組裝方式,將不同縱橫比的金納米棒及金銀核殼納米棒組裝到玻璃表面。通過透射電鏡、掃描電鏡以及吸收光譜等技術(shù),考察了納米棒及其組裝膜的形貌及LSPR行為。實驗結(jié)果表明,晶種生長法可以在玻璃表面直接得到棒狀納米顆粒,且分散性好,但納米棒的產(chǎn)率較低;而采用自組裝方法獲得的納米棒組裝體顆粒分布均勻,分散性好,粒子間很少偶聯(lián)現(xiàn)象;由納米棒自組裝膜的吸收光譜曲線可知,其縱向LSPR吸收峰的峰形尖銳、吸收強度大;比較縱橫比為2.8

4、和4.5兩種納米棒自組裝體表明,縱橫比越大,其縱向LSPR吸收峰越是紅移;考察金銀核殼結(jié)構(gòu)納米棒表面銀殼厚度對LSPR影響發(fā)現(xiàn),隨著表面銀層厚度的增大,其縱向LSPR吸收峰表現(xiàn)為藍移。研究結(jié)果為納米棒組裝體應(yīng)用于生物傳感器打下了基礎(chǔ)。
　　第二部分,基于納米棒自組裝膜LSPR傳感研究及其性能比較
　　將金納米棒以及金銀核殼結(jié)構(gòu)納米棒自組裝體用于構(gòu)建生物傳感器,考察了蛋白質(zhì)分子 BSA對納米棒自組裝膜 LSPR吸收峰的影響,同

5、時以高選擇性的Streptavidin-Biotin分子識別體系作為生物傳感器探測物,考察和比較了不同材料或不同縱橫比納米棒對納米組裝體分子識別以及生物傳感性能的影響。
　　研究結(jié)果表明:(1)納米棒自組裝膜對蛋白質(zhì)分子有良好的LSPR響應(yīng);(2)金銀核殼結(jié)構(gòu)納米棒自組裝膜的靈敏度比它的核(即金納米棒)的靈敏度提高了近30％,達287nm/RIU;(3)基于納米棒自組裝體制得的Biotin功能膜,對streptavidin(SA)