新型表面等离子共振纳米结构及其在生物检测中的应用
发布时间：2020-12-31 01:56
表面等离子共振是一种在金属表面受电磁波激发,发生导带电子共振的一种现象。这种共振效应使得其能够灵敏地响应外界环境介电常数的变化,这也赋予了其实时监控生物分子相互作用的能力。近些年,随着纳米制备技术的发展和成熟,新颖的表面等离子纳米结构不断出现,这使得表面等离子共振生物检测器的检测性能不断地提升。微流控整合技术和检测设备的小型化使得表面等离子共振材料在临床即时检测和诊断中具有重要的应用前景。然而,更进一步地提升该类材料的检测灵敏度仍然是该领域重要的突破点和挑战之一。此外,简便、快速的操作和制备方法也是重要的考虑因素。表面等离子共振带来的电磁场增强也具有着重要应用价值,该现象能够对拉曼散射和荧光散射起到强烈的增强效果,使得其在生物化学检测中发挥重要作用。本论文的着手点,在于使用低成本的制备手段制备新型的表面等离子共振结构。结构特点上,主要涉及了夹层和纳米缝隙两种表面等离子结构,研究分别针对其反对称电磁耦合现象和电磁场增强诱导荧光增强现象进行了详细探讨。材料性能上,夹层结构等离子尺实现了61 nm nm-1的厚度灵敏度,而金纳米岛荧光增强基底达到了相比玻璃基底30.0倍...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 表面等离子共振
1.2.1 表面等离子激元与局域表面等离子共振
1.2.2 表面等离子共振的近场耦合作用
1.2.3 局域表面等离子共振的相关应用
1.2.3.1 局域表面等离子共振用于颜色显示
1.2.3.2 局域表面等离子共振的光热效应
1.2.3.3 局域表面等离子共振用于催化反应
1.3 表面等离子生物检测器
1.3.1 基于表面等离子基元的生物检测器
1.3.2 表面等离子共振生物检测器的基本原理
1.3.2.1 基于环境折射率变化原理的表面等离子检测器
1.3.2.2 基于近场耦合原理的表面等离子检测器
1.3.2.3 基于其他原理的表面等离子检测器
1.3.3 在临床诊断中表面等离子生物检测器所面临的挑战
1.4 表面增强光学
1.4.1 表面增强拉曼光谱
1.4.2 表面增强荧光
1.5 论文的设计思路和研究内容
1.6 参考文献
第二章 “金纳米孔阵列/间隔层/金”的夹层结构及其性质
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 “金纳米孔阵列/聚苯乙烯层/金”结构的制备
2.2.3 表征仪器
2.2.4 时域有限差分仿真计算
2.3 结果与讨论
2.3.1 “金纳米孔阵列/聚苯乙烯层/金”的结构特征与光学性质
2.3.2 夹层结构等离子体尺的结构优化
2.3.3 夹层结构等离子体尺性能的估算
2.4 本章小结
2.5 参考文献
第三章 夹层结构等离子体尺的临床诊断应用
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 夹层结构等离子体尺的生物检测
3.2.3 表征仪器
3.3 结果与讨论
3.3.1 夹层结构等离子体尺在模型检测体系中的检测能力
3.3.2 夹层结构等离子体尺在临床血清样品中的检测能力
3.3.3 夹层结构等离子体尺的其他特性
3.4 本章小结
3.5 参考文献
第四章 金纳米岛表面增强荧光基底的制备和性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 金纳米岛荧光增强基底的制备
4.2.3 模型体系荧光增强的测定
4.2.4 表面修饰和光刻图案化
4.2.5 表征仪器
4.3 结果与讨论
4.3.1 金纳米岛荧光增强基底的制备和增强效果的测定
4.3.2 金纳米岛荧光增强基底的表面修饰与图案化
4.4 本章小结
4.5 参考文献
第五章 结论和展望
5.1 全文结论
5.2 研究展望
作者简介
攻读学位期间取得的学术成果
致谢
本文编号：2948722
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：116 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 表面等离子共振
1.2.1 表面等离子激元与局域表面等离子共振
1.2.2 表面等离子共振的近场耦合作用
1.2.3 局域表面等离子共振的相关应用
1.2.3.1 局域表面等离子共振用于颜色显示
1.2.3.2 局域表面等离子共振的光热效应
1.2.3.3 局域表面等离子共振用于催化反应
1.3 表面等离子生物检测器
1.3.1 基于表面等离子基元的生物检测器
1.3.2 表面等离子共振生物检测器的基本原理
1.3.2.1 基于环境折射率变化原理的表面等离子检测器
1.3.2.2 基于近场耦合原理的表面等离子检测器
1.3.2.3 基于其他原理的表面等离子检测器
1.3.3 在临床诊断中表面等离子生物检测器所面临的挑战
1.4 表面增强光学
1.4.1 表面增强拉曼光谱
1.4.2 表面增强荧光
1.5 论文的设计思路和研究内容
1.6 参考文献
第二章 “金纳米孔阵列/间隔层/金”的夹层结构及其性质
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 “金纳米孔阵列/聚苯乙烯层/金”结构的制备
2.2.3 表征仪器
2.2.4 时域有限差分仿真计算
2.3 结果与讨论
2.3.1 “金纳米孔阵列/聚苯乙烯层/金”的结构特征与光学性质
2.3.2 夹层结构等离子体尺的结构优化
2.3.3 夹层结构等离子体尺性能的估算
2.4 本章小结
2.5 参考文献
第三章 夹层结构等离子体尺的临床诊断应用
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 夹层结构等离子体尺的生物检测
3.2.3 表征仪器
3.3 结果与讨论
3.3.1 夹层结构等离子体尺在模型检测体系中的检测能力
3.3.2 夹层结构等离子体尺在临床血清样品中的检测能力
3.3.3 夹层结构等离子体尺的其他特性
3.4 本章小结
3.5 参考文献
第四章 金纳米岛表面增强荧光基底的制备和性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 金纳米岛荧光增强基底的制备
4.2.3 模型体系荧光增强的测定
4.2.4 表面修饰和光刻图案化
4.2.5 表征仪器
4.3 结果与讨论
4.3.1 金纳米岛荧光增强基底的制备和增强效果的测定
4.3.2 金纳米岛荧光增强基底的表面修饰与图案化
4.4 本章小结
4.5 参考文献
第五章 结论和展望
5.1 全文结论
5.2 研究展望
作者简介
攻读学位期间取得的学术成果
致谢
本文编号：2948722
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