基于核壳结构纳米材料金属增强荧光的研究与应用

发布时间：2017-03-17 17:07

  本文关键词：基于核壳结构纳米材料金属增强荧光的研究与应用，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：SiO_2包Au (Au@SiO_2)核-壳纳米粒子具有独特的光学性质、优良的生物相容性、较强的表面修饰性等特点,成为了近年来的研究热点。例如,Au纳米粒子的表面等离子体(plasmon)可以在金属表面形成一个强大的近场,从而产生金属增强荧光(metal-enahnced fluorescence, MEF),而外层厚度可调的SiO_2可以防止荧光分子直接接触Au金属,避免荧光淬灭。因此,Au@SiO_2核-壳纳米粒子是一种理想的MEF平台。本论文旨在通过结构设计Au@SiO_2核-壳纳米粒子,提高其MEF强度,并将其功能化、应用于检测Hg2+。主要的研究内容和成果如下：1.SiO_2包Au纳米壳(SiO_2@Au@SiO_2)的合成和MEF调控。通过盐诱导方法增加金团簇在SiO_2表面上的密度,调控PVP用量,合成高产率的SiO_2@Au二聚体纳米粒子。严格控制二聚体SiO_2@Au纳米粒子的总表面积,改变正硅酸乙酯的用量,合成了高包覆率、壳层厚度(9、18、28、40 nm)可控的SiO_2@Au@SiO_2二聚体纳米粒子。在SiO_2@Au@SiO_2二聚体表面通过静电引力吸附一层荧光探针分子,检测荧光探针在不同粒径的二聚体溶液中的荧光强度。研究发现,当外壳厚度为9 nm时,MEF效应最佳,增强因子可以达到69倍。2.MEF增敏Hg2+荧光探针。在Frens方法合成的金种子上,通过严格控制实验条件,如温度、pH值、反应时间等,化学沉积了4 nm厚的连续、无针孔的SiO_2壳层,制备出了薄层SiO_2包覆的Au@SiO_2核-壳纳米粒子。通过氨基与酯基的缩合反应在纳米粒子表面修饰荧光探针2,检测荧光探针光谱强度的变化,其荧光强度可增强8.2倍。在修饰了荧光探针分子的Au@SiO_2纳米粒子表面,通过汞促脱硫反应,引起荧光强度的变化,以达到检测汞离子的目的。在薄层SiO_2包覆的Au@SiO_2核-壳纳米粒子上,荧光探针的汞离子的检出限为5.0×10-11 M,比自由态时荧光探针检测汞离子的检出限低2-3个数量级。
【关键词】：核-壳纳米粒子 表面等离子激元 金属增强荧光 荧光探针 汞离子
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB383.1;O657.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-22
• 1.1 纳米材料的简介10-13
• 1.1.1 纳米材料的定义及发展10-11
• 1.1.2 纳米材料的特异效应11-13
• 1.2 纳米复合材料的研究13-15
• 1.2.1 纳米复合材料的概述13
• 1.2.2 核-壳结构纳米复合材料13-15
• 1.3 表面等离子体共振15-16
• 1.4 金属增强荧光16-20
• 1.4.1 荧光光谱概述16-17
• 1.4.2 金属增强荧光17-20
• 1.5 本文的研究构想20-22
• 第2章 二聚体纳米粒子在金属增强荧光中的应用22-36
• 2.1 前言22
• 2.2 实验部分22-25
• 2.2.1 实验试剂与仪器22-24
• 2.2.2 实验方法24-25
• 2.3 结果与讨论25-34
• 2.3.1 SiO_2粒径的选择25-27
• 2.3.2 硅烷偶联剂的选择27
• 2.3.3 盐浓度的选择27-29
• 2.3.4 PVP量的选择29-30
• 2.3.5 种子浓度的选择30-32
• 2.3.6 荧光探针吸附在纳米粒子表面32-33
• 2.3.7 论模拟33-34
• 2.3.8 荧光共聚焦34
• 2.4 本章小结34-36
• 第3章 薄层核壳纳米粒子在金属增强荧光中的应用36-52
• 3.1 前言36
• 3.2 实验部分36-39
• 3.2.1 实验试剂与仪器36-38
• 3.2.2 实验方法38-39
• 3.3 结果与讨论39-50
• 3.3.1 薄层Au@(4 nm)SiO_2纳米粒子的合成39-42
• 3.3.2 荧光探针修饰Au@SiO_2纳米粒子42-43
• 3.3.3 检测汞离子43-50
• 3.3.4 选择性实验50
• 3.4 本章小结50-52
• 结论52-53
• 参考文献53-62
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录62-63
• 致谢63

  本文关键词：基于核壳结构纳米材料金属增强荧光的研究与应用，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：253190