基于金纳米颗粒局域表面等离子共振吸收（LSPR）生物传感的研究

论文摘要

局域表面等离子体共振吸收（LSPR）与贵金属纳米粒子的组成、尺寸、形状、粒子间距和周围介质折射率等因素有关,可以有效提高传感器的灵敏度、选择性、空间分辨率、可集成性,成为探测传感领域研究和应用的一个重要方向。本论文第一部分研究了球状金纳米粒子大小对LSPR的影响。通过电解氯金酸在ITO玻璃上直接电沉积了平均粒径25nm-95nm的金纳米球,并用扫描电镜、紫外-可见光度法对其进行了表征。研究了三种粒径（30nm、50nm、95nm）金纳米球周围介质折射率对其局域表面等离子体共振吸收的影响,结果表明30nm金纳米球的灵敏度为74nm/RIU,50nm金纳米球的灵敏度为103nm/RIU,95nm金纳米球的灵敏度可达133nm/RIU。研究了球状金纳米粒子在吸附蛋白质分子后LSPR发生变化的规律,发现金纳米粒子的粒径越大,其灵敏度越高,证明金纳米LSPR性质与其尺寸有关。选取了两个体系,分别为Streptavidin/Biotin和m-IgG / goat anti-m-IgG体系,利用发生特异性反应,通过紫外分光光度计来检测其LSPR带的红移,从而实现对生物分子的检测。论文的第二部分研究了聚集状的金纳米粒子对LSPR的影响。通过优化电沉积条件在ITO玻璃上电化学沉积了簇状金纳米粒子,并用扫描电镜、紫外-可见光度法对其进行了表征。研究了簇状金纳米粒子在吸附蛋白质分子后LSPR发生变化的规律,研究了簇状金纳米周围介质折射率对其局域表面等离子体共振吸收的影响,发现灵敏度可达158nm/RIU。实验证明金纳米LSPR性质与其形貌有关,可控聚集状金纳米粒子具有更高的灵敏度。采用Streptavidin/Biotin和m-IgG / goat anti-m-IgG体系,利用发生特异性反应,通过紫外分光光度计来检测其LSPR带的红移,从而实现高灵敏度的传感,制备基于金纳米粒子的高灵敏LSPR生物传感器,拓宽LSPR生物传感器的应用领域。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 表面等离子共振（SPR）及其应用
• 1.2 局域表面等离子体共振（LSPR）及其应用
• 1.3 金纳米粒子形貌对LSPR 的影响及其应用
• 1.3.1 球状金纳米粒子
• 1.3.2 棒状金纳米粒子
• 1.3.3 核壳结构金纳米粒子
• 1.4 本论文的选题目的
• 参考文献
• 第二章 基于球状金纳米颗粒局域表面等离子共振吸收（LSPR）生物传感的研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 试剂
• 2.2.2 仪器
• 2.2.3 实验过程
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 球状金纳米粒子的制备
• 2.3.2 球状金纳米传感膜对介质折射率的响应
• 2.3.3 金纳米电极表面吸附蛋白质分子BSA 的研究
• 2.3.4 Streptavidin 生物传感器研究
• 2.3.5 免疫传感器的研究
• 参考文献
• 第三章 簇状金纳米局域表面等离子共振吸收（LSPR）生物传感的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 试剂
• 3.2.2 仪器
• 3.2.3 实验过程
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 簇状金纳米粒子的制备
• 3.3.2 簇状金纳米传感膜对介质折射率的响应
• 3.3.3 簇状金纳米电极的表面吸附蛋白质分子BSA 的研究
• 3.3.4 Streptavidin 生物传感器研究
• 3.3.5 免疫传感器的研究
• 参考文献
• 论文完成情况
• 致谢