表面增強拉曼光譜及其在活體細胞的應(yīng)用.pdf

1、表面增強拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering，SERS)效應(yīng)是指吸附在金屬納米結(jié)構(gòu)表面的物質(zhì)，其拉曼光譜信號強度得到極大增強的現(xiàn)象。它是一種靈敏度高且不受水干擾，對細胞損傷小的光譜技術(shù)，十分適用于活體細胞等生物體系的研究。本論文主要研究SERS基底的幾種金屬納米粒子的制備、利用SERS光譜研究納米粒子與紅細胞的相互作用等一系列內(nèi)容。目的在于利用學(xué)科之間的互補優(yōu)勢，將激光光鑷拉曼光譜技術(shù)及納米技術(shù)結(jié)

2、合起來，發(fā)揮SERS的特有作用，實現(xiàn)應(yīng)用上的創(chuàng)新和突破。本論文主要研究內(nèi)容包括以下幾點:
　　1.采用檸檬酸鈉還原法制備金、銀納米粒子，進而以金納米粒子為種子制備金核銀殼納米粒子，下文簡稱銀包金納米粒子(Ag@AuNPs)。在此基礎(chǔ)上嘗試研究金棒納米粒子及包裹銀層的金棒納米粒子的制備。采用紫外可見吸收光譜檢測納米粒子表面等離子體共振峰，研究各種納米粒子的粒徑分布及穩(wěn)定性。并比較系統(tǒng)地研究了這幾種納米粒子對拉曼染料結(jié)晶紫(CV)的拉

3、曼信號的增強能力，為接下來紅細胞與納米粒子相互作用的相關(guān)研究奠定實驗和理論基礎(chǔ)。
　　2.利用新型納米材料銀包金納米粒子作為SERS基底，研究CV信號的增強效果與時間的關(guān)系。采用785nm激光激發(fā)CV的表面增強拉曼光譜，統(tǒng)計光譜特征峰強度的變化趨勢。結(jié)果分析發(fā)現(xiàn)，CV的725、801、914、1177、1392、1588cm-1等特征峰強度在0～30min內(nèi)隨時間的延長而逐漸升高，達到一個平臺后隨時間(30～36min)的增加基本

4、保持不變。由此我們知最優(yōu)最快的CV表面增強光譜的測定時間為30min，從而大大縮短了相關(guān)SERS研究的時間周期。
　　3.利用激光光鑷拉曼技術(shù)追蹤紅細胞內(nèi)吞CV包裹的Ag@AuNPs的過程:每隔20秒利用光鑷囚禁紅細胞并收集該細胞拉曼光譜及鄰近溶液的拉曼光譜。光譜分析結(jié)果表明，收集到的紅細胞光譜包括了歸屬紅細胞與CV的特征峰，其中紅細胞的光譜特征峰1001、1128、1213 cm-1和CV的光譜特征峰915、1177、1370、

5、1586、1619 cm-1的強度隨著時間上升，表明在紅細胞與CV包裹的Ag@AuNPs共培養(yǎng)的過程中，Ag@AuNPs能引起紅細胞信號的增強，且CV包裹的Ag@AuNPs在紅細胞累積。通過分析紅細胞與其鄰近溶液這兩者的光譜差發(fā)現(xiàn):歸屬CV的光譜特征峰913、1179、1586cm-1隨時間呈類余弦的變化，這表明紅細胞內(nèi)的CV包裹的Ag@AuNPs含量先升高后降低，再升高。通過計算可以得到CV包裹的Ag@AuNPs進入紅細胞的時間范圍以