表面增強(qiáng)拉曼光譜及其在活體細(xì)胞的應(yīng)用.pdf

1、表面增強(qiáng)拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering，SERS)效應(yīng)是指吸附在金屬納米結(jié)構(gòu)表面的物質(zhì)，其拉曼光譜信號(hào)強(qiáng)度得到極大增強(qiáng)的現(xiàn)象。它是一種靈敏度高且不受水干擾，對(duì)細(xì)胞損傷小的光譜技術(shù)，十分適用于活體細(xì)胞等生物體系的研究。本論文主要研究SERS基底的幾種金屬納米粒子的制備、利用SERS光譜研究納米粒子與紅細(xì)胞的相互作用等一系列內(nèi)容。目的在于利用學(xué)科之間的互補(bǔ)優(yōu)勢，將激光光鑷?yán)庾V技術(shù)及納米技術(shù)結(jié)

2、合起來，發(fā)揮SERS的特有作用，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用上的創(chuàng)新和突破。本論文主要研究內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):
　　1.采用檸檬酸鈉還原法制備金、銀納米粒子，進(jìn)而以金納米粒子為種子制備金核銀殼納米粒子，下文簡稱銀包金納米粒子(Ag@AuNPs)。在此基礎(chǔ)上嘗試研究金棒納米粒子及包裹銀層的金棒納米粒子的制備。采用紫外可見吸收光譜檢測納米粒子表面等離子體共振峰，研究各種納米粒子的粒徑分布及穩(wěn)定性。并比較系統(tǒng)地研究了這幾種納米粒子對(duì)拉曼染料結(jié)晶紫(CV)的拉

3、曼信號(hào)的增強(qiáng)能力，為接下來紅細(xì)胞與納米粒子相互作用的相關(guān)研究奠定實(shí)驗(yàn)和理論基礎(chǔ)。
　　2.利用新型納米材料銀包金納米粒子作為SERS基底，研究CV信號(hào)的增強(qiáng)效果與時(shí)間的關(guān)系。采用785nm激光激發(fā)CV的表面增強(qiáng)拉曼光譜，統(tǒng)計(jì)光譜特征峰強(qiáng)度的變化趨勢。結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，CV的725、801、914、1177、1392、1588cm-1等特征峰強(qiáng)度在0～30min內(nèi)隨時(shí)間的延長而逐漸升高，達(dá)到一個(gè)平臺(tái)后隨時(shí)間(30～36min)的增加基本

4、保持不變。由此我們知最優(yōu)最快的CV表面增強(qiáng)光譜的測定時(shí)間為30min，從而大大縮短了相關(guān)SERS研究的時(shí)間周期。
　　3.利用激光光鑷?yán)夹g(shù)追蹤紅細(xì)胞內(nèi)吞CV包裹的Ag@AuNPs的過程:每隔20秒利用光鑷囚禁紅細(xì)胞并收集該細(xì)胞拉曼光譜及鄰近溶液的拉曼光譜。光譜分析結(jié)果表明，收集到的紅細(xì)胞光譜包括了歸屬紅細(xì)胞與CV的特征峰，其中紅細(xì)胞的光譜特征峰1001、1128、1213 cm-1和CV的光譜特征峰915、1177、1370、

5、1586、1619 cm-1的強(qiáng)度隨著時(shí)間上升，表明在紅細(xì)胞與CV包裹的Ag@AuNPs共培養(yǎng)的過程中，Ag@AuNPs能引起紅細(xì)胞信號(hào)的增強(qiáng)，且CV包裹的Ag@AuNPs在紅細(xì)胞累積。通過分析紅細(xì)胞與其鄰近溶液這兩者的光譜差發(fā)現(xiàn):歸屬CV的光譜特征峰913、1179、1586cm-1隨時(shí)間呈類余弦的變化，這表明紅細(xì)胞內(nèi)的CV包裹的Ag@AuNPs含量先升高后降低，再升高。通過計(jì)算可以得到CV包裹的Ag@AuNPs進(jìn)入紅細(xì)胞的時(shí)間范圍以