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表面增强拉曼光谱基底材料的基础研究及应用

表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman Spectroscopy,SERS)技术是一种能够同时实现物质分子结构分析和含量测定的光谱分析技术,具有灵敏度高、分析速度快和适用于水溶液等特点。制备具有热点密度高,重现性和稳定性好的SERS活性基底是SERS技术的关键,与分析中常见的样品前处理步骤相结合可提高SERS检测的选择性,使其适用于实际复杂体系的分析。本论文的研究工作主要是利用和制备不同的SERS活性基底,发展和建立应用于食品安全和环境分析的快速检测方法。研究通过利用Au纳米溶胶与薄膜微萃取(Thin Film Membrane Extraction,TFME)薄膜相结合,同时制备二维和三维SERS活性基底,实现了碳酸饮料中苯甲酸、水体中的Cr(VI)以及饮料中山梨酸等物质的快速检测。本论文共分为五章:第一章绪论。本章主要对拉曼光谱及SERS的发展历史做了概述,介绍了SERS的产生条件,作用机理,并对传统  (本文共114页) 本文目录 | 阅读全文>>

厦门大学
厦门大学

结构可控金银纳米材料的制备及其在基于SERS技术的细胞表面pH成像中的应用

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种具有高检测灵敏度和高选择性的分子振动光谱技术,已广泛应用于分析检测领域。然而,迄今为止,SERS检测依然存在准确度差、重现性和稳定性弱等问题。制备高灵敏度和高稳定性的SERS增强基底,发展准确可靠的SERS定量检测方法,对SERS技术的前沿基础研究探索和实际应用领域拓展皆具有重要意义。金(Au)、银(Ag)等金属纳米材料具有强局域表面等离子体共振(LSPR)效应,可极大地增强其表面物种的拉曼信号而常作为SERS增强基底被广泛应用。本论文从发展均匀稳定的SERS增强基底及提高SERS定量检测准确度出发,致力于研究新的金银纳米材料并拓展其在细胞体系SERS检测中的应用。具体工作如下:(1)基于脉冲激光对纳米粒子形貌重塑和结构重整技术,并结合化学还原法对纳米粒子粒径的调控以及所研制的流动照射装置,实现了批量可控地制备粒径约60 nm、95 nm、130 nm的超圆Au NPs和粒径约120 nm、20...  (本文共106页) 本文目录 | 阅读全文>>

湖南大学
湖南大学

纳米银水凝胶SERS增强基底及生物传感器检测对氧磷

人们发现在粗糙银电极上吡啶分子会有4-6个数量级的拉曼散射信号增强,表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)理论由此确立,数百万倍的增强使得能够观察到来自金属表面上单层甚至单目标分子的信号,极大的提高和拓宽了拉曼光谱分析方法的灵敏度和使用范围。SERS技术在化学、材料科学、表面物理以及生物医学方面得到广泛的应用。乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE),是普遍存在于生物体大脑和中枢神经系统中的一种水解酶,主要通过催化水解生物体内的神经递质乙酰胆碱(Acetylcholine,ACh),生成胆碱和乙酸,从而终止神经冲动信号的继续传递,维持整个胆碱能神经系统的正常运作。在临床医学上,帕金森症和老年痴呆症等都与人体内乙酰胆碱酯酶的活性有关。有机磷农药(Organophosphorus pestcides,OPs)通过抑制昆虫体内乙酰胆碱酯酶活性,从而达到...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

深圳大学
深圳大学

光纤SERS传感器的飞秒激光制备及其DNA检测初步应用

传统的表面增强拉曼散射(SERS)基底通常需要在玻璃或者硅基片上制备贵金属纳米结构。传统的SERS光谱检测需要在基底上对分析物进行检测,无法满足远程,原位,活体和危险环境下的实际应用。而光纤则具有柔韧性好,大纵横比,可应用于远程检测的优点。光纤SERS传感器结合了光纤传感和SERS光谱检测技术,使得远程、原位、实时的SERS光谱检测得以实现,并克服了使用传统SERS基底检测时空间光束干扰的问题。本文对光纤SERS传感器的制备和应用进行了以下研究:1.制备平端型光纤SERS探针,并对其性能展开研究:利用飞秒激光烧蚀粗糙化光纤端面,采用激光诱导沉积法在粗糙的光纤端面沉积银颗粒,最后形成平端型光纤SERS探针。实现了以罗丹明6G(R6G)为目标分子的远程原位拉曼光谱检测。并对激光诱导沉积银颗粒的机理进行理论分析。引入了激光诱导功率比对基底的制备过程进行优化。初步研究了飞秒激光烧蚀功率和诱导功率比对光纤表面形貌和SERS增强效果的影响。...  (本文共65页) 本文目录 | 阅读全文>>

厦门大学
厦门大学

有机分子在纳米结构金属电极上的吸附与反应

表面增强拉曼光谱(SERS)具有超高的灵敏性,可以用于研究金属表面的吸附和表面物种的成分分析。一般认为SERS有两种增强机制,分别是电磁场增强机理(EM)和化学增强机理(CM)。根据表面选律,EM对吸附分子相同对称振动模具有同样的增强效应,而CM会直接影响到相同对称性振动模的相对拉曼强度。通过分析,我们可以得到金属-分子成键、金属-分子界面的分子吸附取向、界面能级排布的信息。同时,在光的作用下,金属纳米粒子表面产生强的表面等离激元共振(SPR),可以用于调控光电化学反应。本论文工作总结如下:1.采用对甲基苯硫酚(PMBT)作为探针分子,对其常规拉曼和SERS光谱进行了分析。首先,发现PMBT在固体粉末的常规拉曼光谱依赖于激光照射的位置,表明粉末具有一定的各相异性,即具有微晶结构。同时,DFT计算的拉曼光谱和实验测量非极性溶剂CCl4中的拉曼光谱吻合比较好,进一步证明了上述观点。其次,在不同激发光波长下测定了金和银纳米结构上PMB...  (本文共122页) 本文目录 | 阅读全文>>

《Opto-Electronic Advances》2021年11期
Opto-Electronic Advances

Flexible SERS substrates for hazardous materials detection: recent advances

This article reviews the most recent advances in the development of flexible substrates used as surface-enhanced Raman scattering(SERS) platforms for detecting several hazardous materials(e.g., explosives, pesticides, drugs, and dyes). Different flexible platforms such as papers/filter papers, fabrics, polymer nanofibers, and cellulose fibers have been investigated over the las...  (本文共26页) 阅读全文>>