单层聚苯乙烯微球阵列SERS基底的制备及其用于蛋白质检测

摘要

自1974年表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering，SERS)被发现以来，迅速的被运用于科学研究的各个领域。它具有灵敏度高，原位无损检测，信息量丰富，可以对光谱的指纹区进行辨析等优点，在生物、物理等诸多领域受到科研工作者们的极大关注。而SERS要在各个领域获得广泛的应用，SERS基底是其中的关键。设计出新型可控、高灵敏度、具有良好均一性的SERS基底，促进其在各个领域中的应用成为目前推动SERS发展的重要动力。本论文制备了单层聚苯乙烯微球阵列SERS基底并将其应用于蛋白质检测中，论文主要工作如下:
　　1.制备了单层聚苯乙烯微球粒子膜，并利用直流二级离子溅射的方法，在粒子膜表面负载了表面粗糙度可控的银纳米薄膜。并针对制备中溅射离子电流，保护气气压，溅射时间等条件进行了相应优化，并以苯硫酚分子作为探针对基底性能进行表征。结果表明，成功制备单层聚苯乙烯微球阵列SERS基底，该基底拥有较高的灵敏度(R6G,10-11 mol/L)、具有出色的信号重现性和均一性。
　　2.通过SEM表征的手段观察上述基底的表面结构，并对其增强机理进行了初步的推测，以及用归一化的增强因子对其增强效果进行了评判。然后将该基底用于猪蓝耳病病毒以及猪蓝耳病单克隆抗体表面蛋白质的非标记检测中。结果表明，单层聚苯乙烯微球阵列增强因子可以达到1.7×106。在非标记检测中能够成功区分出猪蓝耳病病毒以及相应抗体表面蛋白，并且具有一定的信号重现性。
　　3.针对传统传感器的缺点，设计了基于SERS检测的类酶活性生物传感器，并将上述基底引入传感器中。这种新构建的传感器在对人免疫球蛋白做为模式化物质检测中发现，传感器在0.001 ng/mL-200 ng/mL范围内拥有良好的线性关系，最低检出限可低至0.001 ng/mL，且具有良好的特异性。在生物分析、生物传感等领域具有更广阔的应用前景。

目录

论文说明

声明

摘要

缩略语表

第一章 绪论

1．1 光的散射

1．1．1 散射的性质

1．1．2 拉曼散射

1．1．3 拉曼散射的初步发展

1．2 表面增强拉曼散射

1．2．1 表面增强拉曼散射的发现

1．2．2 SERS的增强机理讨论

1．2．3 SERS基底的合成方法

1．2．4 SERS在分析检测中的应用

1．3 论文研究思路及其意义

第二章 单层聚苯乙烯微球阵列SERS基底的制备

2．1 前言

2．2 实验材料与主要仪器

2．2．1 试剂

2．2．2 仪器

2．3 实验部分

2．3．1 聚苯乙烯胶体微球的制备

2．3．2 单层聚苯乙烯微球粒子膜的制备

2．3．3 离子溅射的条件优化

2．3．4 拉曼光谱扫描及其相关数据分析

2．4 实验结果与分析

2．4．1 单层聚苯乙烯微球粒子膜的表征

2．4．2 离子溅射的条件优化

2．4．3 离子溅射的时间优化

2．4．4 基底的性能表征

2．5 本章小结

第三章 单层聚苯乙烯微球阵列SERS基底用于非标记检测

3．1 前言

3．2 实验材料与主要仪器

3．2．1 试剂

3．2．2 仪器

3．3 实验部分

3．3．1 增强因子的测定

3．3．2 猪蓝耳病病毒及其抗体的非标记检测

3．4 实验结果与分析

3．4．1 基底增强效果的初步探讨

3．4．2 增强因子的测定

3．4．3 猪蓝耳病病毒及其抗体的非标记检测

3．5 本章小结

第四章 基于单层聚苯乙烯微球阵列SERS基底的类酶活性生物传感器的构建

4．1 前言

4．2 实验材料与主要仪器

4．2．1 试剂

4．2．2 仪器

4．3 实验部分

4．3．1 多孔铂纳米管的合成

4．3．2 抗体修饰的多孔铂纳米管的合成

4．3．3 类酶活性传感器的构建

4．3．4 类酶活性传感器用于人IgG的检测

4．4 实验结果与分析

4．4．1 多孔铂纳米管的TEM表征

4．4．2 抗体修饰的铂纳米管的表征

4．4．3 类酶活性传感器的比色可行性表征

4．4．4 类酶活性传感器的SERS可行性表征

4．4．5 类酶活性传感器的pH优化

4．4．6 类酶活性传感器的特异性

4．4．7 人IgG的检测

4．5 本章小结

第五章 全文总结

参考文献

硕士期间参与发表的学术论文

致谢