高灵敏表面增强拉曼散射传感器的设计及其应用研究

发布时间：2020-07-24 20:49

【摘要】：表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)分析方法以其高分辨率,高灵敏度,无需样品前处理的优点被广泛地应用于分析化学、表界面化学以及生命科学等领域。本文中,我们以提高SERS的检测灵敏度和选择性为目的,分别设计了用于检测尿液中葡萄糖和污水中银离子的高灵敏SERS传感器。主要研究内容如下:1.基于对巯基苯硼酸功能化修饰的银纳米粒子的聚集设计了一种新型、灵敏的用于精确定量检测尿液中葡萄糖的传感器。这是首次报道利用待测物葡萄糖引起SERS探针对-巯基苯硼酸修饰的银纳米颗粒的聚集,与传统的利用苯基硼酸检测葡萄糖的实验相比,无需进一步修饰探针分子4-MPBA,大大简化了实验过程。4-MPBA不仅具有很强的SERS活性,而且2分子的4-MPBA能够特异识别并结合一分子葡萄糖,导致Ag NPs的聚集。“热点”的形成可促使刚好位于纳米间隙中的4-MPBA的SERS信号显著增强,实现对葡萄糖的高灵敏定量测定。此外,尿液中葡萄糖浓度的准确测定预示着该新型葡萄糖纳米传感器在临床诊断中具有很大应用潜力。2.根据银离子与葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOD)之间的特异性可逆结合,设计了一种用于检测银离子的高灵敏度、可循环使用的表面增强拉曼散射(SERS)传感芯片。该传感芯片是在带正电荷的聚电解质作为连接器的SERS活性芯片上修饰GOD而制成的。GOD中黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)上的发色团即异咯嗪部分能够与Ag~+配位,导致GOD的SERS光谱发生显著变化。该反应可用于跟踪Ag~+的含量变化,并且此SERS传感器对Ag~+具有较高的灵敏度和较好的选择性,最低检测浓度为1.0×10~(-10) M。此外,通过还原剂硼氢化钠溶液还原银离子生成零价银恢复葡萄糖氧化酶的SERS信号,使得该传感芯片能够被循环利用。值得注意的是,作为SERS探针的GOD对生物体系几乎没有毒性,这表明我们设计的传感器有望用于细胞或活体内Ag~+的分析检测。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O657.37;TP212

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本文编号：2769376