表面增强拉曼散射对葡萄糖的传感研究

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1、分类号：O64单位代码：10183研究生学号：2013952016密级：公开吉林大学硕士学位论文表面增强拉曼散射对葡萄糖的传感研究SurfaceenhancedRamanscatteringforglucosesensingresearch作者姓名：齐国华专业：物理化学研究方向：纳米材料与结构光谱学指导教师：徐蔚青教授合作导师：徐抒平教授培养单位：理论化学研究所2016年6月表面增强拉曼散射对葡萄糖的传感研究SurfaceenhancedRamanscatteringforglucosesensingresearch作者姓名：

2、齐国华专业名称：物理化学指导教师：徐蔚青教授合作导师：徐抒平教授学位类别：理学硕士答辩日期：2016年6月3日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不

3、包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：％同华曰期：＞化年６月曰＾吉林大学硕士学位论文论文题目：表面增强拉曼散射对葡萄糖的传感研究专业：物理化学作者：齐国华指导教师：徐蔚青教授合作导师：徐抒平教授二零一六年六月本论文受如下项目资助：1.科技部国家重大科学仪器设备开发专项基金《等离激元增强拉曼光谱仪器研发与应用》专项子课题“消逝场激发等离激元增强拉曼检测仪器研制（2011YQ03

4、012408）”2.超分子结构与材料国家重点实验室创新基金“用于自组装过程原位检测的复合光波导技术与方法”3.国家自然科学基金项目“光波导耦合金属等离子体共振结构用于表面增强拉曼散射光谱的研究（21373096）”4.国家自然科学基金项目“表面等离激元增强光催化反应的SERS光谱探究（21573092）”5.国家自然科学基金项目“动态响应等离激元微纳器件的构筑与性能研究（21573087）”6.国家自然科学基金重大研究计划培育项目“瞬态湍流燃烧多场耦合分子光谱诊断方法（91441105）”7吉林省科技发展计划项目科技攻关计划重

5、大科技招标专项“激光拉曼光谱检测系统的研制（20150203013GX）摘要表面增强拉曼散射对葡萄糖的传感研究作者：齐国华专业：物理化学指导教师：徐蔚青教授合作导师：徐抒平教授摘要随着人类生活水平的提高，健康问题已成为人们关注的重要问题。糖尿病是当今危害人类健康的代谢类疾病之一，现在全球患糖尿病的人数已经达到3.82亿，其中中国是世界上糖尿病人口最多的国家大约为1.14亿。糖尿病对人的心脏，血管，神经等有着慢性的损害，严重者甚至会引起死亡。引起糖尿病的主要原因是由于血糖含量过高，因此血糖的含量的高低对临床糖尿病的诊断和治疗具有

6、重要的意义。表面增强拉曼光谱不仅作为一种指纹识别光谱用于分析物质的结构，而且在分析传感领域具有广泛的应用，主要应用于环境污染物，食品添加剂，生物分子（细胞，蛋白，葡萄糖）等分析检测。表面增强拉曼光谱在传感领域具有一定的优势：无需样品的预处理，较高的灵敏度，可实现单分子水平的检测，可以进行痕量，原位，实时在线检测，因此该技术可以应用于葡萄糖传感研究。由于葡萄糖较小的散射面积和较弱的拉曼活性，因此很难直接测定葡萄糖的拉曼信号，即使是SERS信号也很难测到。葡萄糖可修饰的基团很少，很难修饰在贵金属（Au、Ag）的表面，大多数采用物理

7、吸附的方法使其修饰在基底上，但是这种方法的选择性比较差。因此本论文的提出是采用SERS标记的方法实现了葡萄糖高灵敏度的检测。利用自组装的方法制备了葡萄糖SERS传感芯片，该传感芯片与含有葡萄糖的溶液相互作用后，反应产物影响葡萄糖SERS传感芯片上标记分子的SERS信号的变化，来实现葡萄糖的间接检测。具体的内容如下：以银纳米粒子自组装膜作为SERS基底，在其表面进行探针分子的修饰形成具有传感功能的葡萄糖SERS芯片。其中一种修饰方法：是通过化学键修饰的方I摘要法，利用Ag-S键将含有巯基的对巯基吡啶（4-MPY）修饰在银纳米粒子

8、的表面形成了探针分子标记的SERS传感芯片。这种共价键修饰的方法使探针分子与基底结合比较牢靠，并且这种修饰方法比较容易操作易于实现。另一种修饰方法：利用静电组装的方法将葡萄糖氧化酶修饰在银纳米粒子组装膜表面。由于合成的银纳米粒子表面包裹了一层柠檬酸根，因此该AgNPs自组装膜