【摘 要】
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金纳米棒有着独特的光学性质,并且在医学、传感、化学分离和免疫分析等方面有很好的应用前景,近年来成为人们研究的热点。金纳米棒在尺寸方面的各向异性使其等离子体共振(SPR
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金纳米棒有着独特的光学性质,并且在医学、传感、化学分离和免疫分析等方面有很好的应用前景,近年来成为人们研究的热点。金纳米棒在尺寸方面的各向异性使其等离子体共振(SPR)吸收带分为两个吸收峰:横向SPR吸收峰和纵向SPR吸收峰。在本论文中,我们针对金纳米棒特殊的光学和谱学性质进行了三方面的研究。(1)改进种子生长法,制备了一系列可调控长径比的金纳米棒,可以大范围地调节其纵向SPR,实现了与激发光的最大耦合。这为以后研究金纳米棒的光学、光谱学性质与其形状的关系打好了基础。(2)在金纳米棒的稀溶胶体系中研究了其形状、SPR和SERS的关系。利用Gans理论和离散偶极子近似法(DDA)可以模拟出金纳米棒的纵向SPR与其形状的依赖关系。在固定激发光源下,改变纵向SPR的吸收波长,通过测定不同长径比金纳米棒的SERS效应,可以得到SPR与SERS的关系。SERS实验和通过三维有限时域差分法(3D-FDTD)理论预测的电磁增强都明显地证明了当金纳米棒的纵向SPR与激发线耦合程度越大,其SERS增强能力越强。有了这种关系,就可以通过观察SPR带的位置快速地分析出SERS的强度。(3)将具有最大SERS增强的金纳米棒用于SERS标记免疫分析。选用这个最佳尺寸的金纳米棒与拉曼活性分子相结合制备成SERS标记的金纳米棒探针。该探针和蛋白抗体结合形成SERS标记抗体。通过SERS标记抗体、待测抗原和俘获抗体(固体基底上修饰的抗体)之间的免疫应答反应,将金纳米棒探针组装到固体基底上,形成SERS标记抗体-抗原-俘获抗体的“三明治”夹心复合体。待测抗原浓度越大,固体基底上俘获的金纳米棒探针数目越多,从而可通过SERS信号的强弱来检测待测抗原的浓度。单组分抗原的检出范围高于1×10-8mg/mL。
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