高性能固態(tài)SERS基底的制備及其在生化檢測中的應(yīng)用研究.pdf

1、表面增強(qiáng)拉曼散射（Surface-Enhanced Raman Scattering，簡稱SERS），是指吸附在粗糙的金屬結(jié)構(gòu)表面的被分析物，在光照射下其拉曼光譜獲得顯著增強(qiáng)的異常表面光學(xué)現(xiàn)象。40余年的發(fā)展證實(shí)SERS技術(shù)可作為一種超靈敏的分析檢測技術(shù)，被認(rèn)為是一種強(qiáng)有力的分析手段，是分析檢測生物樣品和化學(xué)物質(zhì)較為理想的工具。
　　SERS技術(shù)要發(fā)展成為一種常規(guī)的分析工具,性能優(yōu)良的SERS基底必不可少。優(yōu)秀的SERS基底應(yīng)具有

2、增強(qiáng)能力強(qiáng)、均一性好、穩(wěn)定性優(yōu)、信號可重復(fù)、易于制備和存儲、使用方便等基本特征。考慮到膠體納米顆粒形貌豐富、化學(xué)合成方法便捷，而固態(tài)SERS基底具有穩(wěn)定性好、信號重復(fù)性佳，易于使用等優(yōu)點(diǎn)，本論文旨在發(fā)展基于化學(xué)合成技術(shù)制備性能優(yōu)異的固態(tài)基底的方法，并開展生物檢測應(yīng)用研究，為SERS技術(shù)的應(yīng)用提供更多可供選擇的活性基底。本論文的研究內(nèi)容主要分為以下三個方面：
　?。?）提出了一種基于原位生長方法制備多孔金納米顆粒單層粒子膜固態(tài)SER

3、S基底的方法。首先取潔凈的硅片作為襯底，先后浸沒在氨基硅烷化試劑（3-氨丙基三乙氧基硅烷）、4-苯乙烯磺酸脂鈉溶液（PSS）、聚二烯丙基二甲基氯化銨溶液（PDDA）中進(jìn)行逐層電荷修飾。隨后以氯金酸（HAuCl4）為金鹽，抗壞血酸（AA）為還原劑，十六烷基三甲基氯化銨（CTAC）為表面活性劑配制“生長液”；最后將制備的“生長液”移液到經(jīng)過電荷修飾的襯底表面，并靜置在相對濕度65％-75%的4℃環(huán)境中在襯底表面原位生長單層多孔金納米粒子膜。

4、通過調(diào)控生長的時間、重復(fù)次數(shù)以及“生長液”中氯金酸的投料比，研究制備高性能固態(tài)SERS活性基底的最優(yōu)參數(shù)。由于襯底表面較高的金納米顆粒分布密度以及金納米顆粒的表面多孔結(jié)構(gòu)均提供了豐富的SERS“熱點(diǎn)”，研究證實(shí)制備得到的SERS活性基底具有較大面積的分布均一性、增強(qiáng)性能優(yōu)異、穩(wěn)定性以及信號重復(fù)性良好等特點(diǎn)。
　?。?）提出了一種基于物理沉積結(jié)合靜電吸附方法制備固態(tài)SERS基底的方法。首先取潔凈的硅片或者玻璃片作為襯底，依次浸沒在氨

5、基硅烷化試劑（3-氨丙基三乙氧基硅烷）、4-苯乙烯磺酸脂鈉溶液（PSS）、聚二烯丙基二甲基氯化銨溶液（PDDA）中進(jìn)行正-負(fù)-正電荷修飾；以氯金酸（HAuCl4）為金鹽、抗壞血酸（AA）為還原劑，在十六烷基三甲基氯化銨（CTAC）表面活性劑中，制備得到表面SERS熱點(diǎn)豐富的大尺寸金納米顆粒溶膠；將得到的金納米顆粒溶膠移液到經(jīng)過電荷修飾的襯底表面，利用大尺寸顆粒的物理沉積及顆粒與襯底間的靜電吸附效應(yīng)，在襯底表面沉積金納米顆粒，制備固態(tài)SE

6、RS基底。研究了襯底表面電荷修飾方法以及物理沉積的次數(shù)對SERS基底表面金納米顆粒分布密度和SERS增強(qiáng)性能的影響。
　?。?）基于（1）（2）中制備的固態(tài) SERS基底展開生化檢測應(yīng)用研究，驗(yàn)證了SERS基片的實(shí)用性。①基于原位生長方法制備的固態(tài)SERS基底開展了高毒性有機(jī)磷類農(nóng)藥地蟲硫磷的SERS檢測，研究發(fā)現(xiàn)在1-100μg/mL的較高濃度區(qū)間，以及0.001-1μg/mL的較低濃度區(qū)間，SERS信號與農(nóng)藥濃度呈現(xiàn)良好的線性