基于PDA修饰改性SERS基底的制备与研究

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表面增强拉曼光谱(Surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)自发现以来就备受关注,随着激光技术等技术发展,SERS技术的不断进步,该技术已经发展到用来定量检测的阶段,而且围绕该技术也产生了很多的新型基底模型。但是,SERS技术在普及性上还没有得到广泛的应用。论文中通过采用不同的制备方法得到了四种不同类型的基底,同时对基底各方面的的性能也进行了比较详细的表征与研究。主要的研究内容与结果如下:1.利用聚多巴胺(PDA)作为二级反应平台和原位还原剂,以银纳米颗粒(AgNPs)为基础制备Si/PDA/AgNPs基底。该基底表面均匀,有非常良好的信号重现性,各个特征峰的峰强的相对标准偏差(RSD)值都在10%以内,远低于20%的常规值。基底所能测量到的罗丹明6G(R6G)的最低浓度达到了10-8M,增强因子(EF)达到了3.6×106。该方案在制备基底的过程中,充分利用了PDA的特性,制备过程中没有使用其它的还原剂,制备的步骤简单,反应过程绿色环保。解决了不少基底制备过程中的,还原复杂、有污染的弊端,在制备工艺的理念上更加的先进。2.实验在第一个体系的基础上,制备PDA/AgNPs/PDA型“三明治”结构基底。实验中PDA不但被当作二级反应平台,还被作为还原剂和保护膜使用。该“三明治”结构基底有很长的保存时间,在测试初期,由于PDA保护膜的覆盖,信号强度出现了一定的衰减,但衰减未达到一个数量级。“三明治”结构基底在后续测试中信号强度比普通基底更强更稳定,作为对照组的普通活性基底信号强度则随着时间的推移,呈现一种递减趋势。而且,“三明治”结构基底在六个月后极限时间测试时还有信号。作为对照,普通基底已无法检测到R6G的信号。在恶劣紫外光环境下的测试结果也表明:其性能即使在较长时间紫外光照射后基底依然有信号,相比与普通活性基底优势明显。3.论文中还进行了柔性SERS基底的开发,利用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚酯纤维布两种比较常见而且价格低廉的原材料进行基底的制作,制备的基底能测量到的R6G极限浓度也达到了10-8M,基底的重现性也很好,基底非常的均匀。而且基底在经过100次弯折后,在测试中信号强度几乎没有变化,说明柔性基底的抗性非常好。4.最后,方案设计核壳结构模型的SERS基底,与银溶胶类基底类似,实验中采用纳米银颗粒包裹二氧化硅以及用PDA包裹纳米银粒子两种方案,对两种基底的稳定性能进行研究。对比普通银胶基底,两种基底在性能保存时间上都有较大优势。由于在测试中在探针分子溶液的滴加上与平面或固体基底不同,所以表征中不再计算EF,而且由于采用核壳结构的目的就是对基底进行保护,从测试结果中可以看出,该模型完全达到了设计要求。论文中制备了四类活性基底,并且研究了基底的各种性能,发现基底在较长时间内都能保持性能的稳定,这使得它的应用前景变得更加多样。而且,由于其具有较长的“保质期”,所以其具有成为更加普及的消费品的潜力。
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