對(duì)于II-VI族半導(dǎo)體材料而言,共振拉曼散射主要來(lái)源于其內(nèi)部的晶格多聲子共振,具有窄的半峰寬和明確的指紋特征,作為光學(xué)探針的輸出信號(hào)在生物檢測(cè)領(lǐng)域嶄露頭角。隨著臨床診斷中對(duì)檢測(cè)準(zhǔn)確性、靈敏度和范圍需求的持續(xù)上升,單模光學(xué)探針在實(shí)際應(yīng)用中受到了局限。雙模光學(xué)探針由于信號(hào)之間可以相互驗(yàn)證和補(bǔ)充,可以有效解決這一問(wèn)題。然而,基于共振拉曼散射的雙模光學(xué)探針的研發(fā)仍屬空白。因此,本文以鋅基半導(dǎo)體為研究對(duì)象,分別構(gòu)建了基于ZnO@SiO₂的共振拉曼散射/紅外吸收雙模光學(xué)探針和基于ZnS:Mn²⁺的共振拉曼散射/熒光雙模光學(xué)探針,突破了單模光學(xué)探針現(xiàn)存的信息量少、檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確性不足、線性范圍窄等瓶頸,為推動(dòng)雙模光學(xué)探針的設(shè)計(jì)及應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）構(gòu)建了ZnO@SiO₂雙模光學(xué)探針,首次將抗干擾能力強(qiáng)的共振拉曼散射和紅外吸收作為雙讀出信號(hào)對(duì)癌胚抗原進(jìn)行了檢測(cè)。源于ZnO的多聲子共振拉曼散射信號(hào)和源于SiO₂的Si-O-Si鍵非對(duì)稱伸縮的橫向和縱向光學(xué)聲子模式的特征紅外指紋信號(hào)沒(méi)有相互干擾,確保了檢... 

【文章來(lái)源】：東北師范大學(xué)吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

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Song課題組開(kāi)發(fā)的基于氮摻雜碳量子點(diǎn)與二價(jià)Fe鐵離子-四氫呋喃絡(luò)合物的熒光/比色探針檢測(cè)食品和水中亞硝酸鹽的機(jī)理示意圖[5]

3圖1.2基于熒光二氧化硅/金納米粒子聚集體的SERS/熒光雙模探針制備示意圖[6]。1.1.2.3電化學(xué)/比色雙模納米探針對(duì)于傳統(tǒng)的酶聯(lián)免疫吸附比色測(cè)定法來(lái)說(shuō)，過(guò)低的靈敏度和較窄的檢測(cè)范圍限制了其應(yīng)用。與其他輸出信號(hào)進(jìn)行結(jié)合，能有效的提升其分析檢測(cè)性能。例如，Zhang的課題組報(bào)道了一種電化學(xué)/比色探針用于檢測(cè)凝血酶（圖1.3）。以磁性納米粒子為基礎(chǔ)，偶聯(lián)大量識(shí)別單元并在磁場(chǎng)輔助下進(jìn)行分離富集。以辣根過(guò)氧化物酶催化底物識(shí)別單元發(fā)生變色和出現(xiàn)電流響應(yīng)，建立了凝血酶的雙模檢測(cè)系統(tǒng)[7]。該檢測(cè)手段具有良好的抗干擾能力，保證了檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。肉眼的最小分辨率為10nM，電化學(xué)檢測(cè)限低至0.35nM。

4圖1.3Zhang的課題組報(bào)道的電化學(xué)/比色探針檢測(cè)凝血酶的機(jī)理示意圖[7]。1.1.2.4電化學(xué)/光電化學(xué)雙模納米探針雙模納米探針同樣可以改進(jìn)電化學(xué)檢測(cè)方法因電解液蒸發(fā)或電極污染等造成的檢測(cè)準(zhǔn)確性降低等問(wèn)題。例如，Tang的課題組開(kāi)發(fā)了一種基于上轉(zhuǎn)換納米粒子@CdTe核殼納米棒的電化學(xué)/光電化學(xué)納米探針[8]。使用癌胚抗原適配體對(duì)探針進(jìn)行修飾，捕獲偶聯(lián)了待測(cè)物癌胚抗原的金納米粒子。在近紅外光的激發(fā)下，基于空間位阻效應(yīng)和激子-等離子體相互作用，產(chǎn)生電化學(xué)和光電化學(xué)信號(hào)的變化，并對(duì)兩個(gè)輸出信號(hào)獲得的結(jié)果進(jìn)行計(jì)算處理，以比率形式輸出結(jié)果，顯著提升了檢測(cè)的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]水熱法制備ZnS∶Mn納米晶體及其發(fā)光特性[J]. 新梅.  大連民族大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(01)
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[3]ZnS摻Mn2+電子結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)的第一性原理計(jì)算[J]. 萬(wàn)淼,鄭廣,何開(kāi)華,洪漢烈,陳琦麗.  原子與分子物理學(xué)報(bào). 2009(01)



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