銀基納米結(jié)構(gòu)的合成表征、機理分析和免疫應(yīng)用.pdf

1、近年來，由于具有局域表面等離子體共振（LSPR）和表面增強拉曼散射（SERS）特性的貴金屬納米粒子在化學和生物傳感上具有極大的潛在應(yīng)用，受到人們的青睞和廣泛的研究。其中，銀基納米結(jié)構(gòu)具有可控的LSPR特性和良好SERS性能，特別是銀基復合納米結(jié)構(gòu)的獨特等離子體雜化效應(yīng)，導致其 LSPR性質(zhì)極大地依賴于組分、形貌和結(jié)構(gòu)，使得銀基復合納米結(jié)構(gòu)的SERS特性也極大地依賴于組分、形貌和結(jié)構(gòu)。因此，研究銀基納米結(jié)構(gòu)的LSPR與 SERS之間的關(guān)系

2、，對于銀基納米結(jié)構(gòu)在免疫檢測、生物傳感、癌癥治療等領(lǐng)域上的應(yīng)用具有重大的意義。
　　我們通過改變種子-介質(zhì)生長法中表面活性劑的濃度、種子溶液的加入量和氫氧化鈉溶液加入量從而制備出銀納米盤和銀納米棒(Ag NRs)兩種納米結(jié)構(gòu)。在合成銀核金殼六邊納米環(huán)(Ag@Au HNRs)的過程中，通過改變所加入的氯金酸的劑量得到具有不同形貌的Ag@Au HNRs，通過表征對應(yīng)的LSPR特性并擬合其 LSPR峰與加入的氯金酸的劑量得到呈 Lore

3、ntz函數(shù)關(guān)系的擬合曲線；比較它們對應(yīng)的4MBA的SERS光譜發(fā)現(xiàn)，在160μL的氯金酸劑量下制備的Ag@Au HNRs，由于銀核與金殼之間的等離子體雜化引起強的電磁增強，從而 SERS性能最好。此外，由標記有4MBA分子的Ag NRs聚集體作為核和二氧化硅作為殼組成的銀核二氧化硅殼納米結(jié)構(gòu)(Ag NRs@SiO2 NPs)，同時鏈接上 anti-PSA作為免疫探針，比較不同濃度制備的探針樣品的SERS活性表明，在0.05 M的CTAB

4、濃度下制備的Ag NRs@SiO2 NPs探針具有較高的增強因子。然后利用三明治免疫結(jié)構(gòu)方案檢測前列腺特異性抗原(PSA)得到對應(yīng)的劑量響應(yīng)曲線和低的檢測極限。另外，通過密度泛函理論(DFT)方法計算出于不同原子簇結(jié)構(gòu)相鏈接的4MBA的拉曼光譜，利用分子鍵長與拉曼峰的位置和光譜強度之間的關(guān)系，分析貴金屬原子的SERS作用。
　　本論文主要由五個章節(jié)組成。第一章介紹貴金屬納米粒子的定義、制備方法及發(fā)展歷程，對貴金屬納米結(jié)構(gòu)的LSPR

5、和 SERS增強的物理機制、研究進展和主要的研究方法進行了概述，并且給出了本論文的選題意義以及研究內(nèi)容。第二章重點闡述了利用種子-介質(zhì)生長法制備的銀納米盤作為電置換的犧牲模板從而合成出 Ag@Au HNRs，同時改變所加入的氯金酸的劑量，利用 UV-Vis吸收光譜和TEM照片追蹤其反應(yīng)過程，研究其 LSPR峰與氯金酸的關(guān)系發(fā)現(xiàn)它們符合 Lorentz型擬合函數(shù)，分析對應(yīng)的SERS光譜得到最佳的SERS性能的Ag@Au HNRs，并利用有

6、限元方法(FEM)方法對其 LSPR和 SERS性質(zhì)進行驗證分析。第三章則介紹了以銀納米棒為核而制備的Ag NRs@SiO2 NPs作為免疫探針的制備，同時對其性能進行表征分析，利用免疫探針/靶向蛋白/免疫基底的三明治結(jié)構(gòu)對 PSA進行免疫檢測，獲得了該免疫方案下的檢測范圍和檢測極限。第四章根據(jù) DFT理論和方法研究4MBA在不同原子簇下的拉曼光譜，并以鍵長的變化來表征拉曼峰的位置和強度的變化，同時與實驗的結(jié)果相比較，發(fā)現(xiàn)當巰基的S原子