基于硅纳米线的表面增强拉曼散射传感器的构建及其在汞离子检测中的应用基础研究

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2、大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研巧工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏如大学或其它教育机构的学位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中明确方式标明。本人承担本声明的法律责任。一八？■Ｃ多２少论文作者签名；村日期：３苏州大学学位论文使用授权声明本人完全了解苏州大学关于收集、保存和使用学位论文的规定，即：学位论文著作权归属苏州大学。本学位论文电子文档的内容和纸质论文的内容

3、相一致。苏州大学有权向国家图书馆、中国社科院文献、屯、中国（含万）、信息情报中科学技术信息研究所方数据电子出版社中国学术期刊（光盘版）电子杂志社送交本学位论文的复印件和电子文档和，汇允许论文被查阅和借阅，可抖采用影印、缩印或其他复制手段保存编学位论文，可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数掘库进行检崇。涉密论文〇本学位论文属在年＿＿月解密后适用本规定。ｋ／非涉密论文／六．２／＾论文作者签名；日期；。成诚签１少导师名：曰期；义踩郑基于硅纳米线的表面增强拉曼散射传感器的构建及其在汞离子检测中的应用基础研究中文摘要中文摘要随着社会经

4、济的快速发展，环境污染已经成为一个全球性的问题，其中汞离子等重金属污染物严重破坏了生态环境并威胁着人类健康。目前，广泛应用的检测汞离子的技术有原子吸收光谱、原子发射光谱和共振散射光谱等。值得关注的是，微量汞离子可以通过食物链进入人体，并在人体内富集，从而危害人的健康。因此，仍然需要发展简单、快速、高灵敏、特异性检测汞离子的传感器。表面增强拉曼散射技术（Surface-enhancedRamanscattering,SERS）作为一种重要的分析检测手段，由于其独特的性能，已经在很多分析检测领域得到了广泛的应用。另一方面，金/银纳米颗粒修饰的硅基纳米材料，如银纳米粒子修饰的硅片（s

5、ilvernanoparticlesdecoratedsiliconwafer,AgNPs@Siwafer）以及金纳米粒子修饰的硅纳米线阵列（goldnanoparticlesdecoratedsiliconnanowirearray,AuNPs@SiNWAr），已经被证明是高效的硅基SERS基底，并用于细胞以及DNA的高灵敏检测研究。尽管如此，目前上述硅基SERS基底用于汞离子检测的工作尚鲜有报道。本文以金纳米颗粒修饰的硅纳米线阵列作为硅基SERS基底，将功能化的DNA修饰在基底表面，构建得到SERS传感器。该传感器可以在短时间（4分钟）内实现对汞离子的特异性检测，同时只需要

6、消耗微量（30μL）的样品溶液。当加入汞2+离子溶液时，汞离子与胸腺嘧啶碱基（thymine,T）相互作用，形成T-Hg-T的结构，使得DNA由原来的直链结构变成茎环结构，导致DNA一端的荧光染料分子Cy5靠近SERS基底，从而产生很强的拉曼信号。基于此，可以实现对低浓度汞离子溶液（1pM）的检测。本文进一步对不同浓度的汞离子溶液进行了检测，揭示了汞离子浓度与拉曼信号强度在1pM到100nM的范围内具有良好的线性关系，2相关系数R为0.998。值得一提的是，该SERS传感器具有很好的特异性，可以在十多种干扰离子中实现对汞离子的特异性检测。同时，该SERS传感器还可以循环使用，在

7、循环使用5次之后，依然保持着相对稳定的检测性能。基于上述优越的性能，该SERS传感器可以实现对实际水样中汞离子的灵敏检测，相对标准偏差仅为~9.0%。Ⅰ中文摘要基于硅纳米线的表面增强拉曼散射传感器的构建及其在汞离子检测中的应用基础研究综上所述，本文所构建的硅基SERS传感器，由于其具有灵敏性高、特异性强、信号重现性好等优良特性，可以实现对湖水中痕量汞离子的分析检测，为汞离子检测的应用研究提供了一种新的工具。关键词：硅纳米材料，表面增强拉曼散射，DNA，汞离子检测，传感器作者：孙斌指导老师：何