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ZnO/Au纳米复合物光学性质及利用其拉曼信号实施对蛋白分子的检测研究

王爽  
【摘要】: 氧化锌(ZnO)是一种具有六方结构的Ⅱ-Ⅵ族宽带隙半导体材料,室温下带隙宽度高达3.3eV。由于氧化锌具有较高的激子束缚能(60meV),保证了其在室温下较强的激子发光,因而被认为是制作紫外半导体激光器的合适材料。但是其材料本身也具有一些缺陷,金属半导体材料能够利用其金属特性弥补半导体材料的缺陷,使其获得优良的特性,这为材料进一步在器件上应用提供了材料基础。ZnO除了做器件材料外,在生物医药、涂料、食品、化妆品等与人们生活密切相关的各个领域被广泛关注。 本文通过对ZnO及ZnO/Au纳米复合物的制备和光学性质研究,实现了ZnO/Au纳米复合物对未知蛋白分子的超灵敏检测。具体研究内容如下: 1.还原法制备水溶性ZnO/Au纳米复合粒子,并研究其光学性质。透射电镜表征了ZnO/Au纳米粒子的晶体形貌和结构;紫外吸收光谱表明ZnO/Au纳米复合物的形成,在250-400 nm波长范围内,对应ZnO的激子吸收,在400-700 nm波长范围内,对应Au的等离子体吸收。结合光谱分析和结构分析确定ZnO和Au之间存在着界面电荷转移。光致发光谱显示了Au对ZnO发光性质的影响。在325nm激光激发下观察到了ZnO/Au纳米复合物的共振拉曼光谱随Au含量变化的规律。 2.ZnO/Au纳米复合物的生物相容性处理研究,通过改变Au与ZnO的复合的比例关系确定能够使ZnO在水中稳定性好的ZnO,Au的最优比例关系。 3.采用三明治夹心结构的免疫层析原理研究利用ZnO的共振拉曼信号作为指纹特征来检测未知生物分子。ZnO/Au纳米复合物与人IgG偶联后可以作为一种探针,具有较强的共振拉曼信号。这种方法有较高的检测灵敏度. 4.通过改变溶液的浓度及盐离子参数获得不同形貌的ZnO/Au纳米复合物,并研究其光学结构特性。


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