基于表面增强拉曼散射的光纤端面修饰

来源 :曲阜师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zmeng1984
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近年来,表面增强拉曼散射光谱作为一种无损检测技术,因其具有检测灵敏度较高、采集时间短、可以进行单分子检测等优点,被广泛的应用于许多领域。而等离子体纳米颗粒修饰的波导是表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)现象的生物或化学传感的优秀平台。光纤由于其具有可靠、便携、经济实惠的优点成为最受欢迎的波导之一。将光纤与表面增强拉曼光谱技术相结合制备出的光纤SERS探针由于其强大的SERS性能而引起了广泛的关注。光纤SERS探针与传统的SERS基底相比,具有良好的光传输特性,光被限制在衍射极限之下,可以实现远程SERS检测和原位SERS传感。然而,在光纤端面上制备具有高SERS活性的等离子体纳米结构是一个挑战。所以,本论文围绕制备高性能光纤SERS探针的技术改进,进行了以下研究:(1)金纳米棒溶液的浓度对激光诱导法制备平端光纤SERS探针的影响。采用晶种法制备了金纳米棒溶液。在激光诱导自组装方法制备平端光纤SERS时,研究金纳米棒溶液的浓度对制备光纤SERS探针的影响。实验中用SEM表征光纤SERS探针的端面形貌,选用4-氨基苯硫酚作为样品分子,用拉曼光谱仪测试其拉曼性能,研究发现,当金纳米棒溶液的浓度为7.5×10-10mol/L时,制备出的光纤SERS探针的性能最好,并采用时域有限差分法(FDTD)进行理论模拟,给出了实验结果的解释。理论模拟的结果与实验结果相吻合,很好地解释了实验结果。(2)激光诱导法与浸渍提拉镀膜机结合制备凹锥形光纤SERS探针的研究。在制备好的金纳米棒溶液的基础上,采用化学蚀刻的方法制备了凹锥形光纤SERS探针,然后利用激光诱导与浸渍提拉镀膜机相结合的方法,精确控制激光诱导的时间以及每次凹锥形光纤在金纳米棒溶液中浸没的速率与时间,制备出凹锥形光纤SERS探针。选用4-氨基苯硫酚(4-ATP)作为样品分子,利用拉曼光谱仪测试了制备的凹锥形光纤SERS探针的性能。
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