生物模版SERS与超材料光纤SPR传感器的制备以及DNA分子检测
发布时间：2021-11-03 06:52
表面增强拉曼散射（SERS）,表面等离激元共振（SPR）传感器都是基于等离激元共振技术且拥有诸多优势:微型、无痕检测、携带方便、制备廉价、性能优越。可以应用于环境污染、农药残留、生物检测等等。随着技术的发展与进步SERS与SPR传感器的制备材料也在逐渐得到改善,生物材料（作为一种绿色,廉价,高性能的基底）与超材料（拥有独特的结构和光电特性,一般分为纳米柱阵列和多层结构）逐渐走进人们的视野,并且生物SERS基底与超材料SPR传感器也表现出来了更强的检测极限与更好的性能,而且我们通过对DNA分子的绑定、检测,分子动力学,解离学进行了研究并结合,发现了我们DNA生物检测可以通过我们的基底成功得到应用,这也为SERS与SPR在医疗应用等方面提供了不错的平台。本文基于生物材料的高性能SERS机制,超材料的独特结构和光电特性与SPR光纤传感器相结合以及生物DNA分子检测技术,制作了基于石墨烯-银纳米粒子-蝉翼混合系统的SERS基底,基于石墨烯/ITO纳米棒超材料/U形退火光纤传感器,并表现出了良好的应用前景。（1）我们制作了基于石墨烯-银纳米粒子-蝉翼混合系统的SERS基底,通过对蝉翼合适裁剪清洗...
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Gr-AgNPs-C.w.SERS基底的制备示意图
山东师范大学硕士学位论文82.1.3测试及表征通过扫描电子显微镜（SEM，ZeissGeminiUltra-55）观察基底的表面形貌，超高压（EHT）为3KV，工作距离（WD）为3.8mm，样品检测温度为20°C。样品的所有拉曼光谱均使用HoribaHREvolution800（激光波长为532nm，激光功率为1.2mW2.5％，每1mm带有600个凹槽的光栅，物镜×50，采集时间为8s）进行。用透射电子显微镜（TEM，JEOLJEM-2100）检测表面合成的石墨烯，加速电压（AV）为200KV，放大倍数（MP）分别为150000和300000，样品检测温度为22℃。2.2结果与讨论2.2.1SERS基底制备条件及性能图2-2(a)不同溅射时间的AgNPs-C.w.基底上10-9MR6G的SERS信号。(b)在Gr-AgNPs-C.w.-200，AgNPs-C.w.-200和Gr-AgNPs-C.w.-220底物上10-9MR6G的拉曼光谱。图2-2(a)显示了基底的溅射时间从80s到220s，AgNPs-C.w.上10-9MR6G的SERS信号，我们将其分别标记为AgNPs-C.w.-80和AgNPs-C.w.-220。从图2-2(a)可以看出，随着溅射时间的增加，R6G所对应的峰强也逐渐增加了，这可能是由于纳米柱之间的间隙减小而导致了更强的电磁场耦合现象所致。在此，不仅纳米柱表面上的“热点”起作用，而且纳米柱之间的AgNPs也会由于纳米柱间隙减小而形成“热点”。将大大提高基底的灵敏度。以下SEM和理论结果可以证明这一事实。在图2-2(b)中收集了Gr-AgNPs-C.w.-200，AgNPs-C.w.-200和
山东师范大学硕士学位论文9Gr-AgNPs-C.w.-220底物上10-9MR6G的拉曼光谱。我们可以清楚地看到，在Gr-AgNPs-C.w.-220底物上R6G的拉曼峰几乎可以忽略，并且仅检测到Gr的特征峰。相反，对于Gr-AgNPs-C.w.-200底物，可以很容易地观察到R6G的拉曼峰，并且通过Gr修饰在这些底物上的这些峰的强度高于在AgNPs-C.w.-200底物上的强度。Gr-AgNPs-C.w.-200和Gr-AgNPs-C.w.-220底物的增强作用的明显不同可能是由于AgNPs-C.w.-220底物上的纳米柱的间隙太小以及GO的片径仅为50-150nm导致的。对于AgNPs-C.w.-220基板，一旦Gr层沉积在纳米柱上，纳米柱的小间隙可能会通过Gr层连接，这将对SERS增强产生负面影响。以下SEM结果证明了这一事实。图2-3(a)-(c)是AgNPs-C.w.-80，AgNPs-C.w.-140和AgNPs-C.w.-200的俯视SEM图像，插入图是大尺寸SEM图像。(d)AgNPs-C.w.-200基底的横截面SEM图像。插入图案显示了溅射时间和纳米柱间隙的关系。(e)-(g)分别为Gr-AgNPs-C.w.-200基底的横截面SEM图，横截面SEM图像和基底单个纳米柱的TEM图像，插入图为大尺寸的TEM图像。(h)显示了氧化石墨烯和化学合成的石墨烯的拉曼光谱。(i)在20×20μm2的面积上收集的Gr-AgNPs-C.w.-200基质上Gr的2910cm-1峰的拉曼图谱。
本文编号：3473249
【文章来源】：山东师范大学山东省
【文章页数】：58 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Gr-AgNPs-C.w.SERS基底的制备示意图
山东师范大学硕士学位论文82.1.3测试及表征通过扫描电子显微镜（SEM，ZeissGeminiUltra-55）观察基底的表面形貌，超高压（EHT）为3KV，工作距离（WD）为3.8mm，样品检测温度为20°C。样品的所有拉曼光谱均使用HoribaHREvolution800（激光波长为532nm，激光功率为1.2mW2.5％，每1mm带有600个凹槽的光栅，物镜×50，采集时间为8s）进行。用透射电子显微镜（TEM，JEOLJEM-2100）检测表面合成的石墨烯，加速电压（AV）为200KV，放大倍数（MP）分别为150000和300000，样品检测温度为22℃。2.2结果与讨论2.2.1SERS基底制备条件及性能图2-2(a)不同溅射时间的AgNPs-C.w.基底上10-9MR6G的SERS信号。(b)在Gr-AgNPs-C.w.-200，AgNPs-C.w.-200和Gr-AgNPs-C.w.-220底物上10-9MR6G的拉曼光谱。图2-2(a)显示了基底的溅射时间从80s到220s，AgNPs-C.w.上10-9MR6G的SERS信号，我们将其分别标记为AgNPs-C.w.-80和AgNPs-C.w.-220。从图2-2(a)可以看出，随着溅射时间的增加，R6G所对应的峰强也逐渐增加了，这可能是由于纳米柱之间的间隙减小而导致了更强的电磁场耦合现象所致。在此，不仅纳米柱表面上的“热点”起作用，而且纳米柱之间的AgNPs也会由于纳米柱间隙减小而形成“热点”。将大大提高基底的灵敏度。以下SEM和理论结果可以证明这一事实。在图2-2(b)中收集了Gr-AgNPs-C.w.-200，AgNPs-C.w.-200和
山东师范大学硕士学位论文9Gr-AgNPs-C.w.-220底物上10-9MR6G的拉曼光谱。我们可以清楚地看到，在Gr-AgNPs-C.w.-220底物上R6G的拉曼峰几乎可以忽略，并且仅检测到Gr的特征峰。相反，对于Gr-AgNPs-C.w.-200底物，可以很容易地观察到R6G的拉曼峰，并且通过Gr修饰在这些底物上的这些峰的强度高于在AgNPs-C.w.-200底物上的强度。Gr-AgNPs-C.w.-200和Gr-AgNPs-C.w.-220底物的增强作用的明显不同可能是由于AgNPs-C.w.-220底物上的纳米柱的间隙太小以及GO的片径仅为50-150nm导致的。对于AgNPs-C.w.-220基板，一旦Gr层沉积在纳米柱上，纳米柱的小间隙可能会通过Gr层连接，这将对SERS增强产生负面影响。以下SEM结果证明了这一事实。图2-3(a)-(c)是AgNPs-C.w.-80，AgNPs-C.w.-140和AgNPs-C.w.-200的俯视SEM图像，插入图是大尺寸SEM图像。(d)AgNPs-C.w.-200基底的横截面SEM图像。插入图案显示了溅射时间和纳米柱间隙的关系。(e)-(g)分别为Gr-AgNPs-C.w.-200基底的横截面SEM图，横截面SEM图像和基底单个纳米柱的TEM图像，插入图为大尺寸的TEM图像。(h)显示了氧化石墨烯和化学合成的石墨烯的拉曼光谱。(i)在20×20μm2的面积上收集的Gr-AgNPs-C.w.-200基质上Gr的2910cm-1峰的拉曼图谱。
本文编号：3473249
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/benkebiyelunwen/3473249.html
