论文部分内容阅读
用于分析检测的纳米材料制备是当今纳米科学研究中热点问题之一，纳米材料因其优异的光学性质在环境分析、生物分析等方面应用广泛，其应用范围的有效拓展直接与纳米材料的制备和其光学性质的研究相关。因此，制备检测灵敏度高、稳定性好的纳米材料很重要。以功能性纳米材料为基础，结合多种分析技术，不仅可获得在一种纳米材料上被分析物的多种图像和光谱信息，还可有效的拓展纳米材料的应用范围。基于此，本文制备了一系列可用于分析检测的纳米材料，同时，本文还将表面增强拉曼光谱(surface enhanced Raman scattering，SERS)与暗场技术、荧光显微镜联用，构建了暗场/拉曼/荧光显微镜系统，并应用于单个Au纳米粒子的成像和其表面光谱分析，具体内容如下：
1.Au@SiO2@Ag的制备、表征及其SERS活性研究
通过自组装法和电化学沉积法制备了一种复合纳米材料(Au@SiO2@Ag)，系统研究了不同沉积时间对纳米材料SERS活性的影响。实验结果表明，最优化条件下制备的SERS基底材料对探针分子罗丹明B的检测限为1.0×10-11M。该SERS基底材料可通过电化学溶出-再沉积法再生，循环应用于不同被分析物的检测不会产生相互干扰。
2.Ag-SPE的制备、表征及其在环境污染物快速检测中的应用研究
通过电化学沉积法在丝网印刷电极(SPE)表面沉积Ag(Ag-SPE)，并利用电化学富集技术将水样品中痕量极性污染物吸附到Ag-SPE表面，结合SERS技术实现了对三种苯胺类衍生物和三种苯酚类衍生物的分析检测，检测限最低可达4.2×10-10M。Ag-SPE具有稳定性好和可循环使用的特点，可重复用于同种或不同被分析物的分析检测。
3.CdTe@SiO2@Au的制备、表征及其在生物分析中的应用研究
通过溶胶-凝胶法和共价自组装法制备了多功能复合纳米材料(CdTe@SiO2@Au)。CdTe@SiO2@Au纳米材料同时具有表面等离子波共振特性、荧光特性和电催化活性，作为光学探针可用于暗场散射成像和荧光成像，作为SERS基底材料可用于腺苷的定量SERS检测，检测限为1.0×10-8M，作为电化学生物传感器材料可用于H2O2的定量检测，检测限为1.3×10-7M。
4.单粒子暗场/拉曼/荧光显微镜系统的搭建及其在单个金纳米粒子成像和光谱分析中的应用研究
在倒置荧光显微镜的原有功能基础上，扩展了分光系统、图像和光谱采集系统，创新性的搭建了单粒子暗场/拉曼/荧光显微镜系统，在此基础上，结合电化学技术可观测单个纳米粒子在不同电位下的等离子体共振散射光谱、拉曼光谱、荧光光谱及相应图像信息的变化。根据不同电位下单个金纳米粒子的等离子体共振散射光谱的变化，可实时观测单个金纳米粒子的电子传递过程。根据细胞色素c修饰的金纳米粒子在不同电位下的SERS光谱变化，可观测单个金纳米粒子上细胞色素c的氧化还原过程。