基于微流控纸芯片平台的SERS检测研究

	基于微流控纸芯片平台的SERS检测研究
	张伟
学位类型	硕士
导师	陈令新
	2014-05-26
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位专业	海洋化学
关键词	微流控纸芯片 Sers 银纳米颗粒
其他摘要	表面增强拉曼散射(SERS)现象被发现以来已有 40 多年的历史，因其本身具有高灵敏度、高选择性、检测时间短、无损检测等优势而被广泛应用到环境、化学检测，生物医学诊断等领域。伴随着纳米科技和激光技术的进步，SERS 技术具有非常诱人的发展前景。而金属纳米材料拥有独特的光电性质，比如特定尺寸的贵金属纳米粒子能够产生理想的 SERS 效应，特别是当纳米粒子之间产生“热点”(hot spots)效应时，SERS 增强因子最高可达 1014 ～ 1015，从而能够实现单分子水平上的检测。从目前研究来看，贵金属纳米粒子的拉曼增强效果要远高于其他金属，其中又以银纳米粒子的拉曼增强能力最为显著。因此本文将采用银纳米材料作为 SERS 基底进行研究。许多传统的检测方法存在检测费时、费力、费钱等问题，样品检测一般情况下都需要配备大型的分析检测仪器而且还需要专业的操作人员，因此难以用于现场快速检测。而纸作为一种低廉、易获取的材料早已被人们广泛应用于生活中的各个领域，比如之前的 pH 试纸、早孕试纸等。2007 年 Whitesides 研究组率先提出微流控纸芯片(microfluidic paper-based device)的概念，引起科研人员的广泛关注，目前各式各样的纸芯片已被大家研制出来。纸本身含有丰富的纤维，而纤维表面覆盖有大量的羟基，而这些结构都非常有利于贵金属纳米粒子的沉积，因此纸从理论上可以被用作一种低廉的 SERS 基底。（1）我们利用盐酸羟胺还原的银纳米溶胶作为被沉积溶液。通过蜡印技术制作出预先设计的纸芯片，然后裁剪保存，使用商用 8 号粉笔刷将浓缩好的银溶胶，刷涂在微流控纸芯片的指定区域内，干燥后密封保存，最后以罗丹明 6G 和孔雀石绿为目标分子进行考察，检出限分别可以达到 1nM 和 10nM，而且在实际水样的加标回收试验中取得较好效果。（2）本部分基于常温雾化法将浓缩好并有甘油保护的银溶胶喷洒在微流控纸芯片的表面。并且对滤纸、打印纸、卫生纸、硫酸纸、报纸、牛皮纸等六种不同的纸质材料进行考察，此外还对喷雾次数等条件进行优化。在最优条件下对R6G 最低可以检测到 1nM。（3）我们利用原位合成法直接在纸芯片表面合成银纳米粒子。首先将纸芯片用硝酸银处理，然后以盐酸羟胺为还原剂将硝酸银还原。用该方法制备的纸芯片对孔雀石绿的检出限可以低至 0.1nM。此外，我们以乐果为例探索该芯片在农药残留检测领域的应用价值，取得较好的实验结果。
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.yic.ac.cn/handle/133337/7085
专题	中国科学院烟台海岸带研究所知识产出_学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	张伟. 基于微流控纸芯片平台的SERS检测研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.

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