共振拉曼/红外吸收和共振拉曼/荧光双模生物探针的构建

发布时间：2022-01-22 13:40

　　对于II-VI族半导体材料而言,共振拉曼散射主要来源于其内部的晶格多声子共振,具有窄的半峰宽和明确的指纹特征,作为光学探针的输出信号在生物检测领域崭露头角。随着临床诊断中对检测准确性、灵敏度和范围需求的持续上升,单模光学探针在实际应用中受到了局限。双模光学探针由于信号之间可以相互验证和补充,可以有效解决这一问题。然而,基于共振拉曼散射的双模光学探针的研发仍属空白。因此,本文以锌基半导体为研究对象,分别构建了基于ZnO@SiO₂的共振拉曼散射/红外吸收双模光学探针和基于ZnS:Mn²⁺的共振拉曼散射/荧光双模光学探针,突破了单模光学探针现存的信息量少、检测结果准确性不足、线性范围窄等瓶颈,为推动双模光学探针的设计及应用奠定基础。主要研究内容如下:（1）构建了ZnO@SiO₂双模光学探针,首次将抗干扰能力强的共振拉曼散射和红外吸收作为双读出信号对癌胚抗原进行了检测。源于ZnO的多声子共振拉曼散射信号和源于SiO₂的Si-O-Si键非对称伸缩的横向和纵向光学声子模式的特征红外指纹信号没有相互干扰,确保了检... 

【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Song课题组开发的基于氮掺杂碳量子点与二价Fe铁离子-四氢呋喃络合物的荧光/比色探针检测食品和水中亚硝酸盐的机理示意图[5]

3图1.2基于荧光二氧化硅/金纳米粒子聚集体的SERS/荧光双模探针制备示意图[6]。1.1.2.3电化学/比色双模纳米探针对于传统的酶联免疫吸附比色测定法来说，过低的灵敏度和较窄的检测范围限制了其应用。与其他输出信号进行结合，能有效的提升其分析检测性能。例如，Zhang的课题组报道了一种电化学/比色探针用于检测凝血酶（图1.3）。以磁性纳米粒子为基础，偶联大量识别单元并在磁场辅助下进行分离富集。以辣根过氧化物酶催化底物识别单元发生变色和出现电流响应，建立了凝血酶的双模检测系统[7]。该检测手段具有良好的抗干扰能力，保证了检测结果的准确性。肉眼的最小分辨率为10nM，电化学检测限低至0.35nM。

4图1.3Zhang的课题组报道的电化学/比色探针检测凝血酶的机理示意图[7]。1.1.2.4电化学/光电化学双模纳米探针双模纳米探针同样可以改进电化学检测方法因电解液蒸发或电极污染等造成的检测准确性降低等问题。例如，Tang的课题组开发了一种基于上转换纳米粒子@CdTe核壳纳米棒的电化学/光电化学纳米探针[8]。使用癌胚抗原适配体对探针进行修饰，捕获偶联了待测物癌胚抗原的金纳米粒子。在近红外光的激发下，基于空间位阻效应和激子-等离子体相互作用，产生电化学和光电化学信号的变化，并对两个输出信号获得的结果进行计算处理，以比率形式输出结果，显著提升了检测的准确性和重现性。

【参考文献】：
期刊论文
[1]水热法制备ZnS∶Mn纳米晶体及其发光特性[J]. 新梅.  大连民族大学学报. 2017(01)
[2]Mn、Fe掺杂ZnS的第一性原理计算[J]. 李胜旨,刘锦超,杨向东,郭艳锋,许海全.  高压物理学报. 2010(06)
[3]ZnS掺Mn2+电子结构和光学性质的第一性原理计算[J]. 万淼,郑广,何开华,洪汉烈,陈琦丽.  原子与分子物理学报. 2009(01)



本文编号：3602298