基于纳米金整体柱表面增强拉曼光谱研究及其在生物分析中的应用

发布时间：2017-09-27 22:05

  本文关键词：基于纳米金整体柱表面增强拉曼光谱研究及其在生物分析中的应用

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【摘要】：表面增强拉曼光谱(SERS)技术由于具有无损伤、快速、高灵敏度并且能实现分子结构水平检测的优点在细菌等生物样品的检测中具有良好的应用前景,有利于实际复杂体系的检测。SERS基底的构建是获得SERS增强信号的关键。本论文提出了一种大面积均匀多孔的纳米金整体柱SERS基底,并将其用于微生物的SERS检测,避免了传统检测方法复杂、耗时、检测灵敏度低的缺点,在细菌传染性疾病检测方面具有重要意义。本论文研究内容分为以下四部分：1、合成不同粒径纳米金颗粒以及聚(甲基丙烯酸缩水甘油酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯)多孔和无孔整体柱板。整体柱表面功能化修饰键合巯基后键合不同粒径的纳米金颗粒得到纳米金多孔整体柱。对纳米金颗粒进行透射电子显微镜表征。对多孔和无孔的整体柱板进行扫描电子显微镜、原子力显微镜和X-射线衍射能谱的表征；2、研究纳米金多孔整体柱板的SERS性能并检测大肠杆菌：比较键合不同粒径纳米金的多孔整体柱板的SERS增强效果；研究纳米金多孔整体柱的最低检测限；计算其增强因子并用时域有限差分法(FDTD)模拟研究其增强机理；研究多孔纳米金整体柱的重现性和可再生性并比较多孔与无孔纳米金整体柱的SERS性能；多孔纳米金整体柱SERS基底表面修饰三种不同巯基化合物,分别吸附大肠杆菌并做SERS检测。3、合成pH敏感型整体柱。通过“点击化学”反应在多孔整体柱表面分别修饰疏水性甲基丙烯酸月桂酯(LMA)和pH响应型化合物10-十一烯酸的混合物以及LMA和pH响应型化合物[2-(甲基丙烯酰氧基)乙基]二甲基-(3-磺丙基)氢氧化铵(SPE)的混合物,改变LMA和pH响应型化合物的比例,制备表面润湿性随pH敏感变化的多孔整体柱薄膜。并做扫描电子显微镜和原子力显微镜表征。4、研究表面润湿性对SERS检测的影响：10-十一烯酸和LMA合成的pH敏感型多孔整体柱在不同pH溶液中浸泡得到超疏水和超亲水的多孔整体柱,将对巯基苯甲酸染料和纳米金颗粒结合以及在大肠杆菌表面原位合成金后分别在超疏水和超亲水多孔整体柱上进行SERS检测。
【关键词】：表面增强拉曼谱 纳米金 整体柱 超疏水 大肠杆菌
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O657.37;R446.5
【目录】：

• 学位论文数据集3-4
• 摘要4-6
• abstract6-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 生物样品检测的重要性15-16
• 1.2 拉曼光谱16
• 1.3 表面增强拉曼光谱16-21
• 1.3.1 SERS的发现16
• 1.3.2 表面增强拉曼光谱的增强机理16-18
• 1.3.3 表面增强拉曼光谱的活性基底18-20
• 1.3.4 表面增强拉曼光谱的应用20-21
• 1.4 本课题的研究目的与意义21-23
• 第二章 纳米金整体柱SERS基底的构建和表征23-33
• 2.1 前言23-24
• 2.2 实验材料和方法24-26
• 2.2.1 纳米金颗粒的合成25
• 2.2.2 有机聚合物整体柱的合成25-26
• 2.2.3 巯基修饰多孔和无孔有机聚合物整体柱的合成26
• 2.2.4 纳米金多孔和无孔有机聚合物整体柱的合成26
• 2.3 结果与讨论26-32
• 2.3.1 纳米金颗粒的合成26-27
• 2.3.2 多孔和无孔有机聚合物整体柱的合成27-30
• 2.3.3 纳米金整体柱的合成30-32
• 2.4 本章小结32-33
• 第三章 纳米金整体柱SERS性能研究及大肠杆菌的检测33-51
• 3.1 前言33
• 3.2 实验材料和方法33-35
• 3.2.1 研究纳米金粒径对SERS性能影响33-34
• 3.2.2 SERS最低检测限的研究34
• 3.2.3 多孔与无孔纳米金整体柱SERS性能对比34
• 3.2.4 SERS基底的重现性研究34
• 3.2.5 SERS基底的可再生性研究34-35
• 3.2.6 纳米金多孔整体柱表面修饰巯基化合物35
• 3.2.7 大肠杆菌的SERS检测35
• 3.3 结果与讨论35-49
• 3.3.1 纳米金粒径对SERS性能影响的研究35-36
• 3.3.2 纳米金多孔整体柱SERS增强能力的研究36-39
• 3.3.3 FDTD模拟研究39-43
• 3.3.4 纳米金多孔与无孔整体柱SERS性能对比43-45
• 3.3.5 SERS基底的重现性研究45-46
• 3.3.6 SERS基底的可再生性研究46-48
• 3.3.7 大肠杆菌的SERS检测48-49
• 3.4 本章小结49-51
• 第四章 pH敏感型整体柱的构建与表征51-61
• 4.1 前言51
• 4.2 实验材料和方法51-53
• 4.2.1 合成pH敏感型多孔整体柱52-53
• 4.2.2 测试多孔和无孔整体柱表面的接触角53
• 4.2.3 测试十一烯酸和LMA接枝改性的多孔整体柱的接触角53
• 4.2.4 测试SPE和LMA接枝改性的多孔整体柱的接触角53
• 4.3 结果与讨论53-60
• 4.3.1 合成pH敏感型多孔整体柱53-54
• 4.3.2 多孔和无孔整体柱的接触角54-55
• 4.3.3 不同比例十一烯酸和LMA的混合物接枝改性的多孔整体柱的接触角55-58
• 4.3.4 不同比例两性离子SPE和LMA接枝的多孔整体柱的接触角58-60
• 4.4 本章小结60-61
• 第五章 表面润湿性对SERS性能影响的研究61-69
• 5.1 前言61-62
• 5.2 实验材料和方法62-63
• 5.2.1 纳米金和对巯基苯甲酸结合62
• 5.2.2 大肠杆菌表面原位合成纳米金62-63
• 5.3 实验结果与讨论63-67
• 5.3.1 Au-MPBA纳米颗粒在超亲水和超疏水多孔整体柱上的SERS检测63-65
• 5.3.2 E.coli@Au在超疏水和超亲水多孔整体柱上的SERS检测65-67
• 5.4 本章小结67-69
• 第六章 结论与展望69-71
• 6.1 结论69-70
• 6.2 展望70-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-77
• 研究成果及发表的学术论文77-79
• 作者及导师简介79-81
• 附件81-82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 薛向欣;许东铎;常立民;;表面增强拉曼散射基底的研究进展[J];化工进展;2015年05期

2 徐伟高;张娜;肖嘉琪;张锦;;基于聚合物/金属纳米结构镶嵌型柔性基底的表面增强拉曼光谱技术[J];中国科学:化学;2013年12期

3 刘婵;江茜;陈蕾;张侯;陈怀侠;周吉;叶勇;;金纳米粒子修饰的氨基硅胶整体柱的制备及超灵敏表面增强拉曼散射检测[J];高等学校化学学报;2013年11期

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本文编号：932127