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可控SERS基底制备及其在蛋白质检测方面的应用

陈雷  
【摘要】:本论文从基底的稳定性以及生物相容性出发,制备几种具有表面增强拉曼散射(SERS)活性的基底,金属与绝缘体和半导体以及具有特殊性质的纳米粒子制备出的复合结构,可以人为控制SERS基底功能性,利用不同的激发波长优化基底的SERS增强能力,选择合适基底与激发波长应用于蛋白质检测方面。 主要创新性研究成果如下:(1)利用自组装的方法制备支持膜(SiO2@Au和Fe2O3@Au),原位还原银到载体膜表面,控制膜表面的银含量与表面结构,此方法制备的银膜具有很高的稳定性,制备的基底兼具等离子体吸收可调控和高SERS活性两个方面。针对特定的激发波长优化基底的表面结构,达到最佳的SERS活性基底,在该激发波长下对非标记和标记蛋白质检测,通过这种基底与激发波长的调谐可以提高基于SERS技术的蛋白质检测灵敏度,可以实现多种蛋白质的检测。 (2)引入具有磁性的纳米粒子,单位面积内聚集的纳米尺度材料可以提高靶分子的吸附量,并且磁性材料可以在外磁场作用下,控制其聚集与分散,达到对蛋白质分离与超灵敏检测的目的。设计了两种分离与检测方案,一种是将磁性纳米粒子表面修饰上具有SERS活性的银聚集膜结构,利用这一兼具SERS活性又具有分离特性的复合材料对蛋白质与小分子间相互作用进行研究。另一种方案是制备具有生物相容性和磁性质的Fe3O4@SiO2材料,对单组份和双组分蛋白质分离,然后利用胶体银染色的方法增加基底的SERS活性,达到超灵敏蛋白质检测与分析的目的。以磁性纳米粒子作为蛋白质分离的载体和基于SERS技术检测的方法操作步骤简单,灵敏度高。


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