金/银壳磁珠及其复合基底的可控制备与SERS检测关键技术研究

来源 :国防科学技术大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:IBMWiki
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
表面增强拉曼散射技术,是一种新兴的光谱检测技术,具有很高的检测灵敏度,可以实现单细胞乃至单分子量级的检测,是生物传感和痕量分析领域中的一种非常重要的分析技术。该技术具有需要的样品量少、几乎不需要前处理、操作简单、可以实现现场快速检测等优点,在病原微生物以及农药残留检测等领域具有非常广阔的应用前景。论文主要针对以上检测需求,设计和制备了多种多功能的磁性SERS基底。首先,这类多功能的磁性SERS基底具有较好的磁响应能力,能够在外加磁场的作用下,迅速从溶液中进行富集和分离;其次,这类多功能的磁性SERS基底具有较好的SERS性能,可以实现对拉曼分子的信号增强。最后,利用磁性SERS基底通过标记检测和非标记检测两种手段分别实现了对金葡菌和农残福美双的SERS检测。论文的主要研究工作如下:1、概述了磁性微球的合成方法,利用溶剂热法从实验角度探索了粒径在100300 nm的超顺磁性微球的可控制备方法。概述了磁性微球的合成方法并引用文献对磁性微球的制备方法做了具体的阐述。磁性微球合成方法主要包括物理制备方法和化学制备方法。利用溶剂热法从实验角度探索了磁性微球(主要是100300 nm)的可控制备方法,为后续高性能SERS增强基底(金壳磁珠和银壳磁珠)的可控制备奠定基础。成功实现了粒径在100300 nm的超顺磁性微球的可控制备并且用TEM,EDS,XRD,磁强计等表征手段对制备得到的样品进行表征。2、首次提出了一种快速、高灵敏、高特异以及低成本的基于适配体识别的磁辅助SERS生物传感方法并且实现了对金葡菌的单菌检测。首先,针对金葡菌的检测需求,利用PEI作为中间层的“种子生长法”制备了粒径大约为200 nm,具有良好SERS活性以及磁响应能力的超顺磁性银壳磁珠。该方法所使用的PEI中间层只有12 nm厚,相比二氧化硅或碳中间层法有效地改善了对磁响应能力和总体结构尺寸的控制能力;其次,设计了一种新颖的SERS标签,它具有很好的SERS活性并且可以方便地偶联目标识别元件。最后,基于银壳磁珠/靶细菌/SERS标签这种三明治夹心结构,借助常规拉曼检测手段以及SERS成像技术实现了对金葡菌的低浓度检测。3、首次提出了一种能够非常简便地合成金壳磁珠的超声辅助羟胺种子生长法,并借助SERS标签,实现了对金葡菌的高灵敏检测,验证了金壳磁珠在生物样品检测领域的巨大应用潜力。首次提出了一种能够非常简便合成金壳磁珠的超声辅助羟胺种子生长法,制备得到的金壳磁珠在尺寸和形状方面都具有很好的均一性。另外,合成的金壳磁珠也具有很好的磁响应能力以及SERS活性。可以根据需要,在不同粒径的磁性内核外面生长不同厚度的金壳。据我们所知,到目前为止,这种方法是合成高质量金壳磁珠的最简便、最有效的方法。在SERS标签的帮助下,利用制备得到的金壳磁珠基于抗原-抗体识别模式实现了金葡菌的生物分离与SERS检测。4、首次报道了以银壳磁珠为核、以金纳米棒为卫星纳米颗粒的核壳卫星结构的磁性复合颗粒(AgMNP–AuNRs)的构筑方法并实现了对农药残留福美双的高灵敏检测。通过静电法和共价键两种方法实现了该类磁性复合颗粒的可控构筑,并通过仿真和实验研究对比分析了两类磁性SERS基底的SERS性能。研究发现,利用共价键法,即以P2VP作为中间层构筑磁性复合颗粒时,银壳磁珠和金纳米棒之间只有一层厚度不到1 nm的非致密的P2VP层,待检测小分子很容易到达该纳间隙处,从而极大地放大了信号,提高了检测灵敏度。非常适用于小分子的检测。最后,利用P2VP中间层法制备得到的磁性复合SERS基底实现了对农残福美双的高灵敏检测,检测限达到10-10 M。
其他文献
近年来,随着我国环保法规的完善,水性聚氨酯材料因其安全环保而逐渐取代溶剂型聚氨酯材料。然而,市场上的水性聚氨酯产品仍存在耐水性差、固含量低等缺陷,严重阻碍了水性聚氨
砖石古塔的出现为我国高层建筑的发展奠定了基础,它是中国传统物质与非物质文化融合的经典之作,也是历史、文化、科技、艺术等多方面相互渗透交融的载体。四川拥有得天独厚的
肺动脉栓塞(PE)是由内源性或外源性栓子阻塞肺动脉及其分支引起,下肢深静脉血栓(DVT)是肺栓塞的高危因素.1995年2月~2003年1月,我院共实施人工关节置换术625例,其中3例患者术
为评价DSSAT模型在黄土高原沟壑地区的适用性,以渭北旱塬雨养农业区域为研究基础,采用DSSAT模型模拟预测当地冬小麦的潜在产量,并将模拟值与实测值进行对比分析,评价了模型在当地
<正> 武装直升机是指经过专门设计,配备武器装备,用于攻击空中、地面、水面和水下目标,并有一定自卫能力的直升机。它具有机动性强、隐蔽性好、杀伤力大和生存力高等特点。尽
城市现代化进程的不断提速,使得城市交通系统的建设发展无法与之匹配,交通拥堵与交通污染问题日益严峻。城市轨道交通作为一种运量大,污染低、服务水平高的公共交通出行工具,其建设与运营被普遍认为是优化居民出行结构、缓解交通拥堵、减轻交通污染的有效政策措施。然而,目前国内外学者对于城市轨道交通影响下的居民出行行为、地面交通运行以及节能减排研究往往是相互独立和分离的,缺乏基于三者内在关系的节能减排作用机理剖析
人脸表情含有丰富的内心情感信息,是人们情感交流的重要途径之一。学习状态下的表情识别是智能教辅系统的关键,及时识别学习状态下的表情有助于老师或家长判断学习者是否对学
区域活动是幼儿园集体教育活动的延伸和补充,是达成教育目标的一种重要途径,它能促进幼儿个性化的全面发展,同时可以满足幼儿爱玩的天性,让幼儿在轻松自由的环境中得到全面发展。在幼儿园实际的参观和观察中发现了一些具体的问题,比如在区域活动开展的过程中,由于幼儿具有自主性,对于某个区域的选择呈现出偏区倾向;并且有的区域由于没有幼儿参与成为了教室废弃的一角。如此情况非常不利于幼儿的全面发展。每个区域活动都有它
在高等脊椎动物中,有体液免疫和细胞免疫两种免疫途径,分别由B细胞和T细胞介导。B细胞受体(BCR)复合物CD79a/b上存在免疫受体酪氨酸激活基序(ITAM),ITAMS基序上的酪氨酸残基瞬时磷酸化,可以产生临时结合位点以激活胞内信号分子,实现BCR的跨膜信号转导。在无颌类脊椎动物尽管没有以TCR、BCR及MHC主导的适应性免疫系统,但被发现通过新型可变淋巴细胞受体(variable lympho
药物治疗是就诊患者最常用的治疗手段之一。门诊药房作为医院面向患者服务的一个窗口,其服务质量直接影响患者对医院的印象和信任。为了减少患者对门诊药房的纠纷投诉,特对门