生物模版SERS与超材料光纤SPR传感器的制备以及DNA分子检测

来源 :山东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sysylh
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表面增强拉曼散射(SERS),表面等离激元共振(SPR)传感器都是基于等离激元共振技术且拥有诸多优势:微型、无痕检测、携带方便、制备廉价、性能优越。可以应用于环境污染、农药残留、生物检测等等。随着技术的发展与进步SERS与SPR传感器的制备材料也在逐渐得到改善,生物材料(作为一种绿色,廉价,高性能的基底)与超材料(拥有独特的结构和光电特性,一般分为纳米柱阵列和多层结构)逐渐走进人们的视野,并且生物SERS基底与超材料SPR传感器也表现出来了更强的检测极限与更好的性能,而且我们通过对DNA分子的绑定、检测,分子动力学,解离学进行了研究并结合,发现了我们DNA生物检测可以通过我们的基底成功得到应用,这也为SERS与SPR在医疗应用等方面提供了不错的平台。本文基于生物材料的高性能SERS机制,超材料的独特结构和光电特性与SPR光纤传感器相结合以及生物DNA分子检测技术,制作了基于石墨烯-银纳米粒子-蝉翼混合系统的SERS基底,基于石墨烯/ITO纳米棒超材料/U形退火光纤传感器,并表现出了良好的应用前景。(1)我们制作了基于石墨烯-银纳米粒子-蝉翼混合系统的SERS基底,通过对蝉翼合适裁剪清洗,然后通过磁控溅射仪器镀银,最后将制备的银纳米粒子-蝉翼基底简单的浸泡在聚丙二烯丙胺盐酸盐(PAH试剂),GO分散液,水合肼溶液一定时间,将石墨烯沉积在基底上。通过R6G测试该基底拥有十分出色的检测极限(10-15M)和良好的线性参数(R2=0.996),基于石墨烯的生物亲和性,通过PBASE将探针DNA分子绑定与SERS基底上,并取得了不错的检测效果,可以检测2 mM浓度的DNA试剂,这说明我们制备的生物SERS基底具有良好的性能与生物应用前景。(2)我们制备了基于石墨烯/ITO纳米棒超材料/U形退火光纤传感器,首先实用丁烷蜡烛将多模石英光纤加热弯成U型,然后通过金镜反应在U型光纤上沉积一层金膜,通过先对金膜退火形成密集而合适的颗粒集群为以后的ITO定点生长提供催化作用。然后加入定量的氧化铟和氧化锡放入PECVD炉,将石英光纤放置于加热中心位置后一段距离,通过合适的氩气流将反应物沉积在U型石英光纤上,最后用化学合成的方法将石墨烯沉积在ITO纳米柱上,通过酒精梯度测试我们的SPR传感器具有不错的灵敏度(690.7 nm/RIU)。通过PBASE为桥梁我们将DNA分子绑定在传感器上,并成功的对DNA分子的特异性完成了实验,这说明我们的制备的传感器具有十分优越的应用前景。
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