论文部分内容阅读
纳米材料因其独特的理化性质和优异的生物相容性，已经在生物医学领域有了广泛的应用，例如基于各种纳米材料的检测方法、成像技术已经在生化分析、疾病的诊断与治疗中被广泛的应用。金属石墨复合纳米材料结合了金属纳米粒子和石墨烯的优异特性，已经被应用于生化分析中，但是其进一步应用还存在一些挑战，比如，尺寸的控制、稳定性的保持、石墨烯的高质量制备等等。为了解决这些问题，本文通过化学气相沉积法(CVD)制备了金纳米棒石墨纳米囊(AuNR@G)和金磁石墨纳米囊(AGNs)。AuNR@G不仅具有石墨烯拉曼特性，还具有金纳米棒的双光子特性，因此可以实现多模态的增强成像。而AGNs具有独特的石墨拉曼峰和较强的SERS效应，其拉曼2D信号可被用作拉曼内标进行定量分析，可实现高灵敏度的检测分析。 本论文主要介绍了AuNR@G的制备、表征以及检测和多模态成像应用;并介绍了基于AGNs以石墨作为内标的高灵敏拉曼定量测定。具体内容如下: (1)第二章研究了新型石墨纳米材料-AuNR@G的制备、表征和简单检测。通过CVD的方法在AuNR@Si02表面沉积石墨烯，获得核为AuNR，壳为石墨的纳米颗粒AuNR@G。这种颗粒不仅具有石墨的拉曼特性，还具有AuNR的双光子性质。石墨烯的外壳可以保护内核，增加颗粒的稳定性;内核AuNR是一个很好的增强拉曼信号的基底。AuNR@G不仅可以猝灭R6G的荧光还可以大大的增强R6G的拉曼信号，提高检测限。此外，AuNR@G在近红外有强吸收，能够迅速的把可见光能转化为热能，具有良好的光热效应，在细胞热疗中的效果显著。 (2)第三章研究了AuNR@G的拉曼和双光子的双模态成像。FDTD模拟了AuNR@G和Au@G的局域电磁场强度分布，显示了AuNR@G的强度大于Au@G。无论在拉曼还是双光子的成像中，AuNR@G的信号强度都要大于Au@G，所得实验结果和理论相符。进一步通过SYL3C aptamer对AuNR@G进行功能化修饰，实现了对乳腺癌组织的双模态靶向识别成像。 (3)第四章设计制备了另一种新型纳米材料AGNs。在颗粒的合成过程中，通过调控金纳米颗粒的大小获得拉曼信号强度最大的AGNs颗粒。磁性的内核使得颗粒易于收集和存放。金纳米颗粒的存在大大的增强了拉曼信号的强度，实现了强的SERS效应。AGNs颗粒石墨层的存在，提高了颗粒的稳定性。而石墨独特的2D拉曼峰位于细胞的拉曼沉默区域，环境干扰较小，使得AGNs成为一种理想的拉曼内标物。AGN的石墨内标表现出优异的稳定性并且显著提高了拉曼分析的准确度。此外，AGN颗粒可以同时用D，G和2D振动峰进行共定位，在活细胞研究中具有深远意义。