本文選題：蟬翅　切入點：表面增強拉曼(SERS)　出處：《北京化工大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：拉曼散射效應(yīng)的研究,最初是由印度的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的一種可以用來有效反映待測分子的結(jié)構(gòu)特征信息的分析技術(shù),但研究發(fā)現(xiàn),在通過其散射后觀察所得到的信號強度非常的弱,這一缺點曾經(jīng)一度的限制了該效應(yīng)在實際的檢測分析方面的應(yīng)用。相反,利用表面增強拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering, SERS)技術(shù)檢測之時,基于基底金屬表面的粗糙化的結(jié)構(gòu)特征,其分子信號的增強效果往往可以達(dá)到常規(guī)拉曼的106倍左右甚至更高,而且,它在檢測過程中所具有的對待測的物質(zhì)的非破壞性及高效的優(yōu)良性能,使得表面增強拉曼散射效應(yīng)在發(fā)現(xiàn)以來得以應(yīng)用于眾多的科學(xué)領(lǐng)域。 在近幾年的研究發(fā)展中,拉曼活性基底的制備一直以來備受研究者的重視,高效穩(wěn)定的拉曼活性基底對于分子檢測的過程起著至關(guān)重要的作用。它往往需要具有一定規(guī)律有序的粗糙性結(jié)構(gòu)才更能有利于測試過程中分子信號的增強。而通過生物學(xué)家等的研究發(fā)現(xiàn),自然界中,各種動植物通過長時間的自然選擇,逐漸進(jìn)化出用以更好的適應(yīng)自然環(huán)境變化的各種優(yōu)良的特性,這些特征不僅僅與其表面的構(gòu)成成分密切相關(guān),而且也與其表面所具有的微觀結(jié)構(gòu)具有著一定程度上的聯(lián)系。如人們通過利用掃描電鏡對蟬翅表面進(jìn)行觀察研究時發(fā)現(xiàn),蟬翅的表面覆有均勻有序的乳狀突起結(jié)構(gòu),這一結(jié)構(gòu)特征由于與其表面的相關(guān)性能有著密切的聯(lián)系,在仿生材料的研究方面已備受關(guān)注。 鑒于此,基于蟬翅表面所具有的這一均一的粗糙性結(jié)構(gòu)正好滿足了拉曼活性基底的特點,再加之其表面的超疏水性能有利于濃縮待測分子的濃度,本論文擬采用蟬翅這一天然的綠色生物材料,來進(jìn)行表面增強拉曼基底的制備,以期望最大限度的簡化目前表面增強拉曼基底制備過程的復(fù)雜性及制備昂貴的缺點,并進(jìn)一步提高待測物質(zhì)檢測下限,由此建立一種綠色、簡便的且價格低廉的基底制備方法。通過對所制備的基底進(jìn)行相關(guān)的性能測試,及應(yīng)用性試驗,鑒定了此基底的可應(yīng)用性,同時也進(jìn)一步探討了表面增強拉曼效應(yīng)的增強機理等。本文主要的研究內(nèi)容可以概括為以下五個部分： 一：構(gòu)建了均一的、有序的銀／蟬翅(Ag/cicada wing) SERS活性基底。利用蟬翅表面本身所具有的周期性的納米乳突結(jié)構(gòu),通過化學(xué)還原法,進(jìn)行相應(yīng)的實驗條件控制后,在蟬翅表面的乳突上原位生長得到銀納米顆粒(Ag NPs),從而得到具有3D有序結(jié)構(gòu)的SERS活性基底。并利用場發(fā)射掃描電子顯微鏡(Field emission scanning electron microscope, FESEM),X射線光電子能譜儀(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS),X射線衍射儀(X-ray Diffraction, XRD),接觸角測量儀(OCA20machine)等設(shè)備對所制備的基底進(jìn)行了相應(yīng)的結(jié)構(gòu)及表面疏水性的表征。 二：采用了系列濃度的羅丹明6G作為待測的分子,對制備得到的銀／蟬翅活性基底進(jìn)行了SERS增強效果、重復(fù)性、定量性、均一性等的表征。分析確定了制備基底在應(yīng)用方面具備的優(yōu)勢。 三：利用時域有限差分方法(Finite Difference Time Domain,FDTD)模擬分析銀/蟬翅活性基底的增強原理。通過模擬計算結(jié)果,討論了基底上熱點的分布情況,及其對基底增強效果的作用。 四：采用銀/蟬翅活性基底,對農(nóng)藥福美雙分子進(jìn)行了濃度梯度測試,分析了該基底在低濃度農(nóng)藥殘留物檢測方面的優(yōu)勢。 五：針對銀/蟬翅活性基底的優(yōu)良特性,利用其進(jìn)行了革蘭氏陽性菌,革蘭氏陰性菌,三磷酸腺苷(adenosine5'-triphosphate, ATP)及二磷酸腺苷(adenosine5'-diphosphate, ADP)方面的分析檢測。探討了此基底在生物檢測方面的應(yīng)用前景及效果。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R943

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：1728443