近年來,醫(yī)療診斷、食品安全和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的問題日益凸顯,現(xiàn)場高效、準(zhǔn)確的生化檢測,可以為及時有效的應(yīng)急處理提供支撐,挽救人民的生命和財產(chǎn)安全。但是,現(xiàn)有的檢測技術(shù)存在檢測靈敏度低、檢測時間長、設(shè)備體積大等缺點,無法滿足現(xiàn)場快速檢測的需求,急需一種靈敏度高、特異性好、自動化程度高、成本低廉的快速檢測技術(shù)。表面增強拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)技術(shù)是一種新興的光譜檢測技術(shù),在生化物質(zhì)的現(xiàn)場快速檢測方面具有巨大的應(yīng)用潛力。而SERS技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵在于高性能SERS基底的可控制備。針對上述問題,本文重點關(guān)注SERS基底性能提升和SERS檢測系統(tǒng)集成兩個方面,提出在傾斜沉積法制備銀納米柱結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,將其與金屬納米顆粒相復(fù)合,制備高性能的銀納米柱復(fù)合結(jié)構(gòu),并采用微流控技術(shù)實現(xiàn)系統(tǒng)集成,重點解決銀納米柱及其復(fù)合結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計、電磁學(xué)仿真、可控制備、性能表征、系統(tǒng)集成及生化檢測應(yīng)用等關(guān)鍵問題。論文的主要研究內(nèi)容如下:1、建立了銀納米柱及其復(fù)合結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計方法,基于時域有限差分算法分析了SERS基底的電磁場增強特性,優(yōu)化了SERS基底的結(jié)構(gòu)...

【文章頁數(shù)】：136 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 論文研究的背景與意義
    1.2 SERS基底制備及應(yīng)用研究現(xiàn)狀
        1.2.1 固態(tài)SERS基底的可控制備
        1.2.2 復(fù)合SERS基底的可控制備
    1.3 微流控芯片流道內(nèi)SERS檢測的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 納米溶膠基底微流控SERS芯片的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 固態(tài)納米結(jié)構(gòu)基底微流控SERS芯片的研究現(xiàn)狀
    1.4 論文的主要研究內(nèi)容
        1.4.1 課題的提出
        1.4.2 論文的組織結(jié)構(gòu)
第二章 銀納米柱結(jié)構(gòu)及其復(fù)合結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計
    2.1 銀納米柱結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計
        2.1.1 時域有限差分法理論基礎(chǔ)
        2.1.2 銀納米柱結(jié)構(gòu)仿真模型的構(gòu)建
        2.1.3 銀納米柱結(jié)構(gòu)的SERS熱點的分析
        2.1.4 銀納米柱結(jié)構(gòu)的參數(shù)優(yōu)化
    2.2 銀納米柱復(fù)合結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計
        2.2.1 銀納米柱復(fù)合結(jié)構(gòu)仿真模型的構(gòu)建
        2.2.2 銀納米柱復(fù)合結(jié)構(gòu)SERS熱點的分析
    2.3 本章小結(jié)
第三章 銀納米柱結(jié)構(gòu)的可控制備與性能分析
    3.1 銀納米柱結(jié)構(gòu)的可控制備
        3.1.1 銀納米柱結(jié)構(gòu)可控制備方案的設(shè)計
        3.1.2 銀納米柱結(jié)構(gòu)制備工藝
        3.1.3 銀納米柱結(jié)構(gòu)參數(shù)的可控調(diào)節(jié)
    3.2 銀納米柱結(jié)構(gòu)的性能分析
        3.2.1 晶圓級銀納米柱結(jié)構(gòu)表面的均一性分析
        3.2.2 銀納米柱結(jié)構(gòu)SERS性能分析
    3.3 銀納米柱結(jié)構(gòu)SERS基底在冰毒檢測中的應(yīng)用
    3.4 本章小結(jié)
第四章 銀納米柱復(fù)合結(jié)構(gòu)的可控制備與性能分析
    4.1 銀納米柱復(fù)合結(jié)構(gòu)的可控制備
        4.1.1 貴金屬顆粒溶膠的制備
        4.1.2 Ag NRs-Au@AgNPs復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備及其SERS性能分析
        4.1.3 Ag NRs@PDA-AgNPs的制備及其SERS性能研究
        4.1.4 Ag NRs@PEI-Au@Ag NPs復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備及其SERS性能分析
        4.1.5 Ag NRs@P2VPy-Au@Ag NPs復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備
    4.2 Ag NRs@P2VPy-Au@Ag NPs復(fù)合結(jié)構(gòu)的性能分析
        4.2.1 晶圓級復(fù)合結(jié)構(gòu)表面均一性分析
        4.2.2 復(fù)合結(jié)構(gòu)SERS增強性能分析
        4.2.3 復(fù)合結(jié)構(gòu)基底穩(wěn)定性、重復(fù)性分析
    4.3 Ag NRs@P2VPy-Au@Ag NPs復(fù)合結(jié)構(gòu)基底在冰毒檢測中的應(yīng)用
    4.4 本章小結(jié)
第五章 嵌入納米結(jié)構(gòu)微流控SERS芯片設(shè)計與制備
    5.1 微流控SERS芯片優(yōu)化設(shè)計和檢測系統(tǒng)集成
        5.1.1 基于微流控芯SERS芯片傳感系統(tǒng)集成的整體方案設(shè)計
        5.1.2 微流控SERS芯片檢測區(qū)域優(yōu)化設(shè)計
    5.2 微流控SERS芯片的制備
        5.2.1 微流控SERS芯片制備的工藝流程
        5.2.2 微流控SERS芯片制備的主要工藝
    5.3 微流控SERS芯片檢測系統(tǒng)在冰毒檢測中的應(yīng)用
        5.3.1 檢測區(qū)域橫截面尺寸對SERS信號的影響
        5.3.2 微流控SERS芯片在冰毒檢測中的應(yīng)用
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者在學(xué)期間取得的學(xué)術(shù)成果



本文編號：3774906