熱點(diǎn)效應(yīng)表面增強(qiáng)拉曼散射免疫檢測(cè)新技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、表面增強(qiáng)拉曼散射（Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS）是一種具有廣泛應(yīng)用潛力的振動(dòng)光譜技術(shù)，可以對(duì)貴金屬表面或附近的分子進(jìn)行無(wú)損和超靈敏表征。基于其單分子水平靈敏度和指紋譜特征，SERS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于表面科學(xué)、食品安全、和化學(xué)分子、蛋白、細(xì)菌、甚至細(xì)胞檢測(cè)領(lǐng)域。根據(jù)SERS增強(qiáng)機(jī)制，貴金屬納米尖端或間隙中的電磁場(chǎng)發(fā)生共振耦合，電磁場(chǎng)強(qiáng)度得到局部增強(qiáng)，形成熱點(diǎn)結(jié)構(gòu)，可對(duì)位于熱點(diǎn)結(jié)構(gòu)中的拉曼報(bào)告分子

2、產(chǎn)生極大的電磁增強(qiáng)。熱點(diǎn)效應(yīng)增強(qiáng)是SERS增強(qiáng)的主要貢獻(xiàn)。
　　本文從實(shí)驗(yàn)和理論仿真方面研究了SERS熱點(diǎn)增強(qiáng)效應(yīng)的理論規(guī)律；使用金膜基底、硅殼磁珠、銀殼磁珠作為SERS免疫檢測(cè)基底，實(shí)現(xiàn)了多種基于熱點(diǎn)結(jié)構(gòu)的高靈敏度SERS免疫檢測(cè)方法；重點(diǎn)解決SERS免疫檢測(cè)基底目前存在的關(guān)鍵問(wèn)題。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　1、制備了一種納米銀熱點(diǎn)結(jié)構(gòu)，并研究了其SERS熱點(diǎn)增強(qiáng)效應(yīng)。
　　這種納米銀熱點(diǎn)結(jié)構(gòu)使用超薄硅殼作為間隔，以在

3、銀核與銀衛(wèi)星之間產(chǎn)生可控的納米間隙。為了制備這種納米結(jié)構(gòu)，里層為吸附了拉曼報(bào)告分子的60 nm左右大小的銀核，中間夾層為2.0-6.5 nm的二氧化硅殼層作為納米間隙，最外層為使用正丁胺在其表面原位還原的銀顆粒作為衛(wèi)星粒子。我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)及三維時(shí)域有限元差分算法，研究了不同納米間隙及還原的不同大小銀顆粒對(duì)SERS熱點(diǎn)增強(qiáng)效應(yīng)的影響。其 SERS增強(qiáng)能力達(dá)到最大時(shí)，相對(duì)于單純的吸附了 PATP的AgNPs@SiO2核殼結(jié)構(gòu)，信號(hào)增強(qiáng)了14.

4、6倍，采用三維時(shí)域有限元差分算法仿真計(jì)算其最大局域增強(qiáng)系數(shù)達(dá)到9.5×105。
　　2、建立了金膜基底SERS免疫檢測(cè)方法。
　　使用抗體偶聯(lián)修飾的金膜基底、金核銀殼納米粒子 Au@AgNPs分別作為SERS免疫檢測(cè)檢測(cè)基底和 SERS tags。當(dāng)待測(cè)溶液中存在目標(biāo)蛋白時(shí)，金膜基底與Au@AgNPs形成三明治夾心免疫復(fù)合物，并通過(guò)局域電磁場(chǎng)共振耦合產(chǎn)生熱點(diǎn)結(jié)構(gòu)，電磁場(chǎng)得到增強(qiáng)，SERS信號(hào)也即得到增強(qiáng)。據(jù)此原理，對(duì) HBs

5、Ag的檢測(cè)限為66.87 pg/mL，線性范圍為250 pg/mL至150 ng/mL。
　　3、建立了硅殼磁珠基底SERS免疫檢測(cè)方法。
　　采用溶劑熱合成法制備Fe3O4超順磁珠，水解正硅酸乙酯包被二氧化硅殼層，然后偶聯(lián)了抗體作為SERS免疫檢測(cè)基底。抗體偶聯(lián)修飾的硅殼磁珠基底通過(guò)磁免疫分離富集待測(cè)溶液中的目標(biāo)蛋白，然后再與Au@AgNPs SERS tags形成三明治夾心免疫復(fù)合物。據(jù)此原理，對(duì)HBsAg的檢測(cè)限為4.

6、72 pg/mL，線性范圍為10 pg/mL至25 ng/mL。
　　4、建立了銀殼磁珠基底高靈敏度SERS免疫檢測(cè)方法。
　　使用捕獲抗體偶聯(lián)修飾的銀殼磁珠作為目標(biāo)蛋白富集和 SERS信號(hào)增強(qiáng)基底。金納米棒AuNRs包覆了一層銀薄殼以調(diào)整其吸收峰與近紅外共振拉曼報(bào)告分子DTTC和激發(fā)光波長(zhǎng)785 nm產(chǎn)生共振耦合。在金核銀納米棒Au@AgNRs表面偶聯(lián)了抗體，并作為 SERS tags。免疫復(fù)合物中的銀殼磁珠和 Au@Ag