【摘 要】
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表面增强拉曼光谱(SERS)由于灵敏度高、快速检测、特异性强和对样品无损等优点,已经广泛应用于许多领域。SERS信号与SERS活性基底密切相关,不同形状、组成和尺寸的基底对信号的影响不同。为满足日益增长的各类分析检测需要,探索制备效果显著、重复性好的SERS基底逐渐成为该领域的研究热点。为此,本论文主要研究内容如下:(1)遵循绿色化学原理,采用一种简单、快速和无害的方法合成纳米银粒子(AgNPs)
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表面增强拉曼光谱(SERS)由于灵敏度高、快速检测、特异性强和对样品无损等优点,已经广泛应用于许多领域。SERS信号与SERS活性基底密切相关,不同形状、组成和尺寸的基底对信号的影响不同。为满足日益增长的各类分析检测需要,探索制备效果显著、重复性好的SERS基底逐渐成为该领域的研究热点。为此,本论文主要研究内容如下:(1)遵循绿色化学原理,采用一种简单、快速和无害的方法合成纳米银粒子(AgNPs),使用海藻酸钠作为还原剂和稳定剂,水作为反应介质,通过水热法进行合成,并将其用于有机染料的表面增强拉曼光谱检测中。使用紫外-可见分光光度计和透射电子显微镜进行纳米银的表征与分析。进一步,对低浓度的染料(亚甲基蓝、罗丹明B、碱性品红)溶液进行SERS的检测,结果表明制备的AgNPs对这三种染料的检出限达10-6 M,增强因子在102~103之间,均有很好的增强效果。(2)基于咖啡环效应,用等离子体装置处理改变聚二甲基硅氧烷(PDMS)的表面亲疏水性,制备不同亲疏水表面的PDMS基底,选用亚甲基蓝和刚果红染料作为探针分子,滴加在制备好的PDMS基底上形成不同的咖啡环图案,进行SERS检测,探究拉曼信号的强度,优选出最合适的方案;将AgNPs与不同浓度有机染料溶液(亚甲基蓝,罗丹明B,罗丹明6G,碱性品红色,甲基橙和刚果红)混合,然后滴加到PDMS基底上形成用于SERS检测的咖啡环图案。最后,将六种有机染料混合进行SERS检测。结果表明,基于咖啡环效应的SERS基底的信号强度比溶液SERS基底信号强度更高,增强因子可达3.8×104,基底稳定性好,对六种染料分子均能进行SERS信号的鉴别。(3)采用不同的化学工艺进行硝酸银的还原,制备出不同形貌的纳米银:不同粒径的球形纳米银、银纳米立方体、银纳米六角板、银三角形纳米板和花状纳米银。以MB染料作为探针分子,探究不同形貌纳米银对于MB水溶液拉曼信号的增强效果,后在PDMS基底上制备咖啡环,进一步探究的增强效果。结果表明,79 nm AgNPs所制备的咖啡环SERS基底,相较于其他形貌纳米银增强效果最好,检出限低至10-8 M,增强因子高达4.4×106。图[39]表[12]参[111]
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