用于UO 2 2+ 检测的SERS基底及生物传感器研制

发布时间：2021-10-14 23:55

　　铀是重要的核原料,同时也是核废料的主要来源。铀具有放射性,即使在浓度很低的情况下,也会对人类的健康造成持续潜在的威胁,因此对铀的检测研究成为了人们关注的热点。国际上铀元素的检测主要以传统的检测方法为主,如质谱、原子吸收光谱等。传统的分析方法定量准确、重复性好、检测限低,但需要昂贵的仪器,较复杂的前处理操作,不利于突发事件现场实时检测。因此有必要开发出一些简单、快速的铀元素检测方法用于现场快速筛查。同时高灵敏度的检测技术也一直是分析技术发展的方向。表面增强拉曼散射（SERS）技术以其高效率、高分辨率和高灵敏度的优势广泛应用于各种化学分析中,样品不需要任何前处理即可快速测量。无酶放大检测技术具有简单、高效和成本低廉的优点,将无酶放大检测技术（如杂交链式反应（HCR）技术）与其它检测手段结合,广泛用于各种高灵敏生物传感器的设计。水溶液中铀元素存在的最稳定形式是UO22+,本文以实现对放射性U022+的检测和种态研究为目的,采用自组装法制备了多种类型的SERS基底,实现了对U022+的检测；利用HCR放大技术结合DNA酶的高特异性,设计了超灵敏U022+-电化学生物传感器；主要内容如下：1.通... 

【文章来源】：中国工程物理研究院北京市

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１?ＳＥＲＳ的电磁增强原理图Ｗ

ＭＮＰｓ的形状、尺寸和排列均对ＳＥＲＳ效应的强度有决定性影响。尽管随着纳米科??技的进步，ＭＮＰｓ的形状和尺寸大小均能得到很好的控制，但是ＳＥＲＳ基底的研制仍然??处于基础阶段，仍有许多问题有待深入研究。图１．２为截至２０１５年底近５年内发表的与??ＳＥＲＳ相关的文章总数（来自Ｗ沈ｏｆ?ｓｃｉｅｎｃｅ），科学界对ＳＥＲＳ的研究热度正处于一个??与日俱增的状态。质量高的ＳＥＲＳ基底具有ＥＦ高、化学稳定性好、容易制备、表面均??匀和再现性强的特性。随着纳米科技的发展，ＳＥＲＳ基底的种类逐渐增多，合成方法也??是各种各样。总的说来ＳＥＲＳ基底大致可分为纳米溶胶和金属纳米阵列与薄膜两大类。??ｍｉｌ??２０１?１?２０１２?２０１３?２０１４?２０１５??图１．２近５年发表与ＳＥＲＳ相关的文章总数（来自ｗｅｂ?ｏｆ?ｓｃｉｅｎｃｅ）。??１．１．３．１金属纳米溶胶??３??

就能测得待测分子的ＳＥＲＳ信号。金、银纳米溶胶是最常用的两类过渡金属纳米粒子作为ＳＥＲＳ基底的报道Ｗ，但增强效果均比较差。溶胶存在的－个问题是ＭＮＰｓ容易团聚，导致实验结果的重复性差。对ＭＮＰｓ的形貌和尺寸非常敏感，球型纳米子的ＥＦ比较低，相反Ｐｓ能产生很强的局域电磁场，能获得很高的ＥＦ。??必须要与待测分子发生相互作用才能产生ＳＥＲＳ信号，对于一些与Ｍ子，其ＳＥＲＳ信号就会迅速减弱，限制了它的实际应用范围。此外，直接相互作用，使得分子的能级发生改变，导致Ｒａｍａｎ散射峰有一在某些情况下是极为不利的，尤其是当要确定分子的结构信息时。厦研制了一种用介质层包覆ＭＮＰｓ的化ＲＳ基底，这种介质层可Ｗ是，也可是任何一种物质，如图１．３所示。基于这种介质包裹的光谱缘纳米粒子表面增强拉曼光谱（ＳＨＩＮＥＲＳ）。ＡｕＮＰｓ被厚度约为２?ｎｍ面阻止了因吸附分子与ＭＮＰｓ直接相互作用而产生的扰动，另一方面不会大量减少ＳＥＲＳ信号的强度。??


本文编号：3437052