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双联纳米金在ITO上的直接生长及局域表面等离子体共振生物传感器研究

陈菲菲  
【摘要】:局域表面等离子体共振(LSPR)是由入射光激发金属纳米粒子表面自由电子发生集体振荡,并引起共振的一种物理光学现象,对于贵金属纳米粒子的LSPR表现在可见-近红外光谱图中出现特征吸收峰,且该LSPR峰与纳米颗粒的形状、大小以及周围介质的介电常数有关。以此可以建立基于LSPR行为的灵敏分析技术。本论文采用晶种生长法实现双联纳米金(TGNPs)在ITO玻璃上的直接生长,依据TGNPs各向异性特征的LSPR吸收峰,建立灵敏度高、稳定性好的LSPR生物传感器。 第一部分,TGNPs在ITO玻璃上的直接生长 利用晶种生长法,在不使用任何连接剂的情况下,实现TGNPs在ITO玻璃上直接生长。实验采用扫描电镜技术以及吸收光谱技术,系统考察了金种溶液的制备以及颗粒生长过程的影响因素。在最优化条件下,制得的纳米颗粒分布均匀,TGNPs比例高,其长轴和短轴方向LSPR吸收峰的峰间距大,且长轴峰尖锐而吸收强度大。进一步研究显示,所得TGNPs/ITO的长轴吸收峰对周围介质有很高的灵敏度,达到264nm/RIU,且TGNPs在ITO表面附着牢固,以多种溶剂浸泡或长期放置(30天以上),其LSPR吸收峰峰形基本不变。研究结果表明,制备所得的TGNPs/ITO具有良好的LSPR分析性能。 第二部分,TGNPs/ITO生物传感器的构建及性能 在获得稳定性好、LSPR分析性能强的TGNPs/ITO研究结果基础上,以亲和反应和免疫反应为生物分子设别体系,构建了Biotin-APTMS/TGNPs/ITO以及GoatAnti-MIgG/TGNPs/ITO生物传感器,分别考察了2种传感器的生物传感行为,在优化条件下,实现了对链霉亲和素(SA)和抗原(MIgG)的灵敏响应,其线性范围分别为3.45×10~(-10)-3.46×10~(-7)mol/L和0.25-500ng/mL,检测限分别为1.12×10~(-10)mol/L和0.08ng/mL,并且具有良好的再生能力。 研究结果为建立简单、灵敏且适于便携的生物检测技术打下了良好的基础。


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