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

1、近年來(lái)，由于具有局域表面等離子體共振（LSPR）和表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）特性的貴金屬納米粒子在化學(xué)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(fù)合納米結(jié)構(gòu)的獨(dú)特等離子體雜化效應(yīng)，導(dǎo)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(fù)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(duì)于銀基納米結(jié)構(gòu)在免疫檢測(cè)、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(guò)改變種子-介質(zhì)生長(zhǎng)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(pán)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(guò)程中，通過(guò)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(guò)表征對(duì)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(duì)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(qiáng)的電磁增強(qiáng)，從而 SERS性能最好。此外，由標(biāo)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(shí)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(qiáng)因子。然后利用三明治免疫結(jié)構(gòu)方案檢測(cè)前列腺特異性抗原(PSA)得到對(duì)應(yīng)的劑量響應(yīng)曲線和低的檢測(cè)極限。另外，通過(guò)密度泛函理論(DFT)方法計(jì)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(zhǎng)與拉曼峰的位置和光譜強(qiáng)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(gè)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(duì)貴金屬納米結(jié)構(gòu)的LSPR

5、和 SERS增強(qiáng)的物理機(jī)制、研究進(jìn)展和主要的研究方法進(jìn)行了概述，并且給出了本論文的選題意義以及研究?jī)?nèi)容。第二章重點(diǎn)闡述了利用種子-介質(zhì)生長(zhǎng)法制備的銀納米盤(pán)作為電置換的犧牲模板從而合成出 Ag@Au HNRs，同時(shí)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(guò)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(duì)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(duì)其 LSPR和 SERS性質(zhì)進(jìn)行驗(yàn)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(shí)對(duì)其性能進(jìn)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(duì) PSA進(jìn)行免疫檢測(cè)，獲得了該免疫方案下的檢測(cè)范圍和檢測(cè)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(zhǎng)的變化來(lái)表征拉曼峰的位置和強(qiáng)度的變化，同時(shí)與實(shí)驗(yàn)的結(jié)果相比較，發(fā)現(xiàn)當(dāng)巰基的S原子