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表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)是一种基于拉曼光谱选择性识别化学及生物分子的光谱分析技术,操作方便、灵敏度高,可提供物质组成和分子结构特征信息,常被用于痕量分析检测。金纳米由于其可控制备、独特的光学性能,是最常用的SERS基底材料之一。然而,如何经济、高效地制备出一种性能卓越、性质稳定、耐保存的拉曼基底材料,仍是亟待解决的问题。将金纳米材料自组装形成有序结构阵列后,其表面等离子激元共振及电磁场耦合增强,SERS效应随之增强。本论文通过静电纺丝技术,制备出金纳米阵列电纺薄膜,并探索金纳米阵列薄膜的SERS效果。取得的成果如下: (1)制备了高浓度下稳定分散的金纳米球(AuNPs)、金纳米棒(AuNRs)溶液 金纳米球、金纳米棒溶胶制备出来后,往往通过离心来增大溶液中AuNPs、AuNRs的纯度和浓度。然而,高浓度下,由于表面张力较大,溶液中的金纳米颗粒很容易团聚,影响后续实验。将AuNPs、AuNRs表面修饰β-环糊精(β-CD)后,β-CD可起到稳定剂的作用,有效阻止金纳米的团聚。实验发现,放置一个月后,β-CD修饰的AuNPs、AuNRs溶液仍具有良好的分散性。 (2)发展了静电纺丝法制备了AuNPs阵列薄膜技术,制备出较高活性的SERS基底。 通过静电纺丝技术,将βCD-AuNPs组装在聚乙烯醇(PVA)纳米纤维中形成阵列结构,得到具有较高活性的SERS基底。实验表明,AuNPs电纺膜对罗丹明6G(R6G)分子的SERS效果显著,增强因子高达105。与其它SERS固体基底材料相比,该AuNPs阵列薄膜具有良好的灵敏性、重现性、稳定性以及大尺寸、低花费等优点,是一种良好的SERS基底。 (3)发展了磁场辅助静电纺丝技术,制备出更高SERS活性的AuNRs阵列薄膜。 一维纳米材料AuNRs静电纺丝时,AuNRs包裹在电纺纤维内,并沿着电纺纤维纵向排列,说明静电纺丝技术可有效组装AuNRs。利用磁场辅助静电纺丝技术,电纺纤维丝之间平行排列,加之丝内AuNRs之间平行排列,从而实现了整个纳米纤维膜中AuNRs的平行排列,即制得AuNRs阵列薄膜。实验发现,相对于AuNPs薄膜,AuNRs阵列薄膜具有更加优异的SERS性能,增强因子高于106。将此电纺膜检测奶粉中的三聚氰胺,获得良好的效果。 (4)提出了将AuNRs阵列薄膜用以测试气体的新思路,给肺癌患者的初步检测提供了新思路。 肺癌患者呼出气体中,含有特征性挥发性有机化化物(VOCs),如醛类气体,可用于肺癌的初步诊断。电纺薄膜具有多孔、透气的特点,可以吸附流经膜两侧的一些气体分子。将β-CD-AuNRs电纺膜浸泡在4-氨基苯硫醇(4-ATP)乙醇溶液里,AuNRs表面吸附4-ATP分子,醛类分子与4-ATP反应,生成C=N双键,电纺薄膜可特异性地吸附醛类气体,通过拉曼图谱可初步实现肺癌患者的诊断。