基于納米材料光學(xué)傳感檢測(cè)方法的設(shè)計(jì)與研究.pdf

1、納米材料由于具有許多其它材料所沒(méi)有的體積效應(yīng)、表面效應(yīng)和量子尺寸效應(yīng)等獨(dú)特的性能，而被廣泛應(yīng)用于重金屬離子和生物分子檢測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域。其制備方法簡(jiǎn)單、操作過(guò)程直接、實(shí)驗(yàn)耗資較低，有效推動(dòng)了化學(xué)和生物傳感器的迅速發(fā)展。尤其是金、銀納米材料因其特殊的光電性質(zhì)，近年來(lái)備受矚目。
　　表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）技術(shù)，由于其帶寬窄、無(wú)光漂白，能夠使用單一激光波長(zhǎng)實(shí)現(xiàn)多物種分析等特殊性質(zhì)，逐漸在化學(xué)和生物檢測(cè)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用，從而發(fā)展成為一

2、種有力的光譜分析檢測(cè)技術(shù)。納米材料由于可以有效地增強(qiáng)吸附在其表面的拉曼報(bào)告分子的拉曼信號(hào)，被眾多研究者選為SERS增強(qiáng)基底。本文利用貴金屬納米材料的表面反應(yīng)特性，以及納米顆粒之間產(chǎn)生的“熱點(diǎn)”（hot spots）效應(yīng)，發(fā)展了多種分析檢測(cè)重金屬離子和生物分子的新型納米化學(xué)和生物傳感方法。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　1.發(fā)展了基于銀包金復(fù)合材料納米棒比色檢測(cè)水溶液中銅離子的含量的分析方法。此方法主要利用銅離子，硫代硫酸根離子與銀包金復(fù)合

3、材料納米棒表面銀層發(fā)生的特殊催化刻蝕作用，即隨著表面銀層厚度的遞減，銀包金復(fù)合材料納米棒顏色呈現(xiàn)出由紅色到藍(lán)綠色的轉(zhuǎn)變。在硫代硫酸根存在的條件下，銅離子能夠極大程度的促進(jìn)刻蝕反應(yīng)的進(jìn)行加速銀層厚度的遞減，從而表現(xiàn)出肉眼可見(jiàn)的顏色變化亦可用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)記錄吸收光譜的變化來(lái)測(cè)定待測(cè)離子的濃度。在最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件下，對(duì)銅離子檢測(cè)的線性范圍為3nM到1000nM，最低可檢出濃度為3nM，并對(duì)其它離子具有很好的抗干擾能力。此方法被成功的應(yīng)用于湖

4、水和自來(lái)水樣本中銅離子的測(cè)定。
　　2.發(fā)展了一種新型的基于吐溫-20穩(wěn)定的金納米粒子的聚集型高靈敏度和高選擇性檢測(cè)Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的比色實(shí)驗(yàn)方案。本方案的建立主要基于金納米粒子特殊的光學(xué)特性， Cr(Ⅲ)和檸檬酸根離子之間特殊的螯合作用以及Cr(Ⅲ)與Cr(Ⅵ)之間的的還原作用。采用顏色和表面等離子體共振(SPR)吸收的變化實(shí)現(xiàn)對(duì)Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)的定量分析。在最佳實(shí)驗(yàn)條件下，該方法具有良好的線性關(guān)系，對(duì)Cr(Ⅲ)與C

5、r(Ⅵ)最低檢出濃度分別為0.05μM和0.02μM。此外，該比色方法對(duì)其它離子具有良好的抗干擾能力并成功應(yīng)用于實(shí)際水樣中Cr(Ⅲ)和Cr(Ⅵ)檢測(cè)。
　　3.發(fā)展了一種簡(jiǎn)單、靈敏的表面增強(qiáng)拉曼散射方法用于肝素的檢測(cè)和識(shí)別，其主要利用抗聚集的4-巰基吡啶功能化的銀納米粒子及魚(yú)精蛋白和肝素之間的特異性相互作用。這里，魚(yú)精蛋白作為表面增強(qiáng)拉曼散射增強(qiáng)的媒介通過(guò)表面靜電作用使4-巰基吡啶功能化的銀納米粒子發(fā)生團(tuán)聚，并伴隨著強(qiáng)烈的拉曼信號(hào)