金属纳米粒子有序膜与聚集体的制备及其在SERS光谱中的应用

摘要

自从表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering, SERS)技术出现以来，人们一直关注于其机理及应用的研究。目前，这项技术已经被广泛应用在物理学，化学，生物学以及材料科学等众多科学研究领域。而SERS技术的应用关键取决于SERS基底的性质，因此制备结构稳定，SERS活性高，谱峰信号重现性好的基底对我们拓展 SERS技术的应用领域与提升研究工作水平等都具有重要意义。因此，论文基于贵金属纳米粒子制备了纳米粒子有序膜和纳米粒子聚集体两种不同的新型SERS基底，将其有效地应用在生命科学领域中生物分子的SERS光谱研究中。
　　本论文以谷胱甘肽作为研究对象，同时制备纳米粒子有序膜和聚集体作为SERS基底，结合纳米技术，自组装技术，表面增强拉曼光谱技术，在纳米粒子有序膜表面探究了基底上低浓度的谷胱甘肽分子的SERS信号，检出效果良好。
　　本论文的主要研究内容包括以下四个方面：
　　（1）拉曼光谱及表面增强拉曼光谱的原理及应用简介，金银纳米粒子及纳米粒子有序膜和聚集体在SERS研究中的应用，重点介绍基底的重要性及有序膜和聚集体的研究现状。
　　（2）采用盐酸羟胺两步种子生长法制备形貌大小一致的粒径60 nm的金纳米粒子，将其组装在表面修饰的ITO导电玻璃表面，得到金纳米粒子有序膜，并对纳米粒子有序膜表面进行不同条件的等离子体清洗，以吡啶和二硫联吡啶为探针分子，对清洗后的基底进行SERS光谱表征，找出对基底较优的的清洗条件。
　　（3）以谷胱甘肽（GSH）作为研究对象，以两步种子生长法制备的金纳米粒子、柠檬酸三钠一步还原的银纳米粒子分别制备的有序膜为基底，对低浓度的谷胱甘肽分子进行SERS光谱检测分析，在金纳米粒子有序膜表面，适当浓度的谷胱甘肽谱峰信号丰富，而在银纳米粒子有序膜表面对谷胱甘肽的检出限很低，可以达到10-13 M。
　　（4）实验优化了以 Na2S为还原剂与聚集剂所制备的Au纳米粒子聚集体(Na2S-Au NPs聚集体)的制备条件，得出稳定性良好的Na2S-Au NPs聚集体的实验条件，以Na2S-Au NPs聚集体和以谷胱甘肽为聚集剂所制备的Au纳米粒子聚集体（GSH-Au NPs聚集体）分别作为基底，对几种氨基酸分子进行SERS光谱表征研究。
　　以上这些工作为今后制备性能优良的SERS基底做了有意义的探索。同时，所制备的这些新型SERS基底有助于我们对更多生物分子开展有关吸附作用机理以及分子间相互作用的SERS光谱研究，为今后深入探究相关生物分子的结构与性能间关系提供了有效的途径与有益的信息。

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第一章 绪论

1.1 拉曼光谱

1.2 表面增强拉曼散射（SERS）光谱

1.3 金属纳米材料及其在SERS光谱研究中的应用

1.4 本论文研究内容及研究意义

第二章 金纳米粒子有序膜的制备、清洗及其表征

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 小结

第三章 纳米粒子有序膜上谷胱甘肽的SERS光谱

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 小结

第四章 金纳米粒子聚集体的制备及其表征

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 小结

参考文献

代表性学术论文

致谢

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