微流控纸芯片上纳米银SERS基底的稳定性及其应用
发布时间：2021-06-19 13:55
纳米材料表面增强拉曼散射（SERS）检测,已成为国内外一个热点研究领域,并且在基于不同尺寸纳米材料的SERS技术方面取得重大进展。微流控纸芯片技术具有成本低、制作简单、便携、灵敏度高、多通量检测等优点,因此也已得到广泛应用。考虑到纸芯片表面的大量氨基有利于贵金属颗粒的沉积,本文将微流控技术与SERS技术相结合,利用特定尺寸的贵金属纳米粒子能够增强拉曼信号的特点,以纳米银颗粒为拉曼检测的基底,使得SERS信号清晰明显,从而实现了对待测样品的高灵敏度的检测。主要研究结论如下:1.涂刷法制备的纳米银基底纸芯片,具有较强的拉曼信号且重现性良好,但以R6G（10-33 M）为拉曼报告分子进行的稳定性考察发现,在048 h内,随着时间的增加,其拉曼信号不断降低,48 h后几乎测不到拉曼信号,说明纳米银直接暴露在空气中容易被氧化的缺点仍然未得以克服。2.用涂刷法制备的聚氨酯丙烯酸酯包裹银纳米颗粒的纸芯片,利用SERS的“长程”效应,以R6G为拉曼报告分子,对纸芯片拉曼信号的稳定性和灵敏度进行考察,发现在室温空气中贮存20d后,仍具有较强的拉曼信号,说明该方...
【文章来源】：烟台大学山东省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
球形金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振
1绪论2和荧光染料罗丹明6G之间的距离，Kummerle的研究小组发现，当荧光分子逐渐远离银纳米粒子表面时，能够观察到两个信号增强的最大值[5]。第一增强最大值位于约5~10nm处；随着距离的不断增加，第二次荧光增强发生在约80~120nm处。第一个信号增强是由于如上所述的LSPR效应，其要求荧光分子的发射峰与金属纳米颗粒的吸收峰重叠。第二个信号增强归因于FSPR效应，这是由于金属纳米颗粒表面上的光反射造成的。具体地，反射光与发射的光相互作用以引起有效介电常数的变化，这通过辐射跃迁速率和荧光量子产率的增加来表现。图1.2生动地说明了光反射和光散射效应的工作机制。图1.2光反射效应和光散射效应的工作机制[1]Figure1.2Workingmechanismoflightreflectioneffectandlightscatteringeffect由于金属纳米材料的形状、尺寸和组成与其物理、化学和光学性质显著相关，因此基于纳米材料的技术已经在材料、化学、医学等各种领域中得到开发。其中主要以纳米银、纳米金为代表的贵金属纳米材料发展较为迅速。为了提高SERS的应用领域，如图1.3所示，各种形貌的金、银纳米球、纳米花、纳米线、纳米棒等基底应运而生。
烟台大学硕士学位论文3图1.3不同形貌的金、银纳米基底Figure1.3Goldandsilvernanosubstrateswithdifferentmorphologies由于突出的光学性质，银纳米颗粒（AgNPs）通过激光照射使颗粒之间具有更强的电磁场，表现出优异的拉曼增强效果。银纳米材料在SERS中的应用可以追溯到1977年，当时Albrecht和Creighton报告说，他们成功地检测到吸附在银电极上的吡啶的拉曼光谱在105左右有显著的增强[6]。类似的研究发现对于吸附在AgNPs上的单个罗丹明6G（R6G）分子，内在拉曼增强因子增加了大约1014[7]。巧合的是，Kneipp等人首次观察到单分子拉曼散射，并发现AgNPs的增强具有高度的尺寸依赖性，结果表明适当尺寸的纳米银颗粒，通过强电磁增强的有利叠加可以实现SERS信号增
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面等离激元增强金属光致发光助力表面增强拉曼光谱获取表界面分子的本征化学信息[J]. 张锦. 物理化学学报. 2017(06)
[2]微流控芯片发展与展望[J]. 方肇伦,方群. 现代科学仪器. 2001(04)
本文编号：3237937
【文章来源】：烟台大学山东省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
球形金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振
1绪论2和荧光染料罗丹明6G之间的距离，Kummerle的研究小组发现，当荧光分子逐渐远离银纳米粒子表面时，能够观察到两个信号增强的最大值[5]。第一增强最大值位于约5~10nm处；随着距离的不断增加，第二次荧光增强发生在约80~120nm处。第一个信号增强是由于如上所述的LSPR效应，其要求荧光分子的发射峰与金属纳米颗粒的吸收峰重叠。第二个信号增强归因于FSPR效应，这是由于金属纳米颗粒表面上的光反射造成的。具体地，反射光与发射的光相互作用以引起有效介电常数的变化，这通过辐射跃迁速率和荧光量子产率的增加来表现。图1.2生动地说明了光反射和光散射效应的工作机制。图1.2光反射效应和光散射效应的工作机制[1]Figure1.2Workingmechanismoflightreflectioneffectandlightscatteringeffect由于金属纳米材料的形状、尺寸和组成与其物理、化学和光学性质显著相关，因此基于纳米材料的技术已经在材料、化学、医学等各种领域中得到开发。其中主要以纳米银、纳米金为代表的贵金属纳米材料发展较为迅速。为了提高SERS的应用领域，如图1.3所示，各种形貌的金、银纳米球、纳米花、纳米线、纳米棒等基底应运而生。
烟台大学硕士学位论文3图1.3不同形貌的金、银纳米基底Figure1.3Goldandsilvernanosubstrateswithdifferentmorphologies由于突出的光学性质，银纳米颗粒（AgNPs）通过激光照射使颗粒之间具有更强的电磁场，表现出优异的拉曼增强效果。银纳米材料在SERS中的应用可以追溯到1977年，当时Albrecht和Creighton报告说，他们成功地检测到吸附在银电极上的吡啶的拉曼光谱在105左右有显著的增强[6]。类似的研究发现对于吸附在AgNPs上的单个罗丹明6G（R6G）分子，内在拉曼增强因子增加了大约1014[7]。巧合的是，Kneipp等人首次观察到单分子拉曼散射，并发现AgNPs的增强具有高度的尺寸依赖性，结果表明适当尺寸的纳米银颗粒，通过强电磁增强的有利叠加可以实现SERS信号增
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面等离激元增强金属光致发光助力表面增强拉曼光谱获取表界面分子的本征化学信息[J]. 张锦. 物理化学学报. 2017(06)
[2]微流控芯片发展与展望[J]. 方肇伦,方群. 现代科学仪器. 2001(04)
本文编号：3237937
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/3237937.html
