银纳米颗粒等离子体共振增强荧光研究

摘要

荧光纳米材料具有优越的发光性能，广泛应用于照明设备、显示器、生物标记、显微成像、医学研究以及临床诊断等领域。银(Ag)纳米颗粒表面等离子体共振具有光定位、强吸收以及强局域场等优点，广泛应用于表面增强拉曼散射(SERS)和金属增强荧光(MEF)等相关领域，其与荧光材料复合而成的纳米结构具有优异的光学性能以及高稳定性。
　　本文制备了银核壳纳米颗粒和银纳米颗粒自组装薄膜，研究了其表面等离子体共振对荧光材料发光性能的影响。对金属表面等离子体共振增强荧光(MEF)的应用展开了初步探索。主要分为以下三部分内容:
　　1.采用沉淀法和水热法合成了Tb3+和Eu3+掺杂的LaF3纳米颗粒，通过TEM、XRD、FTIR和荧光光谱测试等分析方法，分别研究了掺杂浓度、反应时间、稳定剂以及pH值对荧光性能的影响。
　　2.研究Ag纳米颗粒等离子体共振对于LaF3∶Tb3+/Eu3+纳米材料荧光性能的影响。设计Ag@SiO2@LaF3∶Tb3+/Eu3+核壳纳米颗粒和LaF3∶Tb3+/PVA/Ag薄膜两种结构，分别通过改变SiO2隔层厚度和PVA浓度来控制Ag纳米颗粒与LaF3∶Tb3+/Eu3+荧光材料之间的距离，讨论了荧光增强与猝灭两种机理。
　　3.设计合成Ag@SiO2-DNA-Cy3荧光探针，讨论了SiO2隔层厚度对荧光性能的影响。利用这种荧光探针实现了对Hg2+的检测。结果显示此荧光探针具有良好的灵敏性和选择性。

目录

摘要

第一章 文献综述

1．1 金属增强荧光(MEF)

1．1．1 表面等离子共振

1．1．2 金属增强荧光(MEF)机理

1．2 贵金属(Au、Ag)纳米复合结构

1．2．1 贵金属(Au、Ag)核壳纳米颗粒

1．2．2 贵金属(Au、Ag)薄膜

1．3 稀土发光材料的荧光增强

1．3．1 稀土发光材料的性能

1．3．2 稀土发光材料的合成方法

1．3．3 稀土发光材料的荧光增强

1．4 MEF在生物中的应用

1．4．1 DNA分析

1．4．2 细胞成像

1．5 小结

第二章 LaF3∶Tb3+／Eu3+的制备及其发光性能的研究

2．1 实验部分

2．1．1 实验仪器及试剂

2．1．2 LaF3∶Tb3+／Eu3+荧光材料的制备

2．1．3 透射电子显微镜分析(TEM)

2．1．4 X射线衍射分析(XRD)

2．1．5 红外分析(FTIR)

2．1．6 荧光光谱分析

2．2 结果与分析

2．2．1 沉淀法合成LaF3∶Tb3+／Eu3+荧光材料

2．2．2 水热法合成LaF3∶Tb3+／Eu3+荧光材料

2．3 小结

第三章 银纳米颗粒增强LaF3∶Tb3+／Eu3+荧光研究

3．1 实验部分

3．1．1 实验仪器及试剂

3．1．2 制备过程

3．1．3 扫描电子显微镜分析(SEM)

3．1．4 透射电子显微镜分析(TEM)

3．1．5 紫外-可见光分析(UV-vis)

3．1．6 荧光光谱分析

3．2 结果与讨论

3．2．1．银纳米颗粒的制备及其包覆

3．2．2 Ag@SiO2@LaF3∶Tb3+／Eu3+核壳纳米颗粒的制备

3．2．3 LaF3∶Tb3+／PVA／Ag薄膜的制备

3．3 小结

第四章 银纳米颗粒增强荧光在荧光探针中的应用

4．1 实验部分

4．1．1 实验试剂及仪器

4．1．2 制备过程

4．1．3 扫描电子显微镜分析(SEM)

4．1．4 透射电子显微镜分析(TEM)

4．1．5 紫外-可见光分析(UV-vis)

4．1．6 荧光发射光谱分析

4．2 结果与讨论

4．2．1 实验原理

4．2．2 Ag@SiO2核壳纳米材料的表征

4．2．3 Hg2+的浓度对于Ag@SiO2-DNA-Cy3荧光性能的影响

4．3 小结

结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间已发表的论文

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