局域表面等离子体共振与表面增强拉曼光谱法联用测定药物小分子

【摘要】金纳米粒子的局域表面等离子体子共振（Localizedsurfaceplasmonresonance,LSPR）效应以及表面增强拉曼光谱（Surface-enhancedRamanspectroscopy,SERS）使得金纳米粒子表现出特殊的光学性质，得到了广泛的发展。LSPR产生于传导电子在金属纳米粒子表面的共振。当入射光的频率与自由电子的集体振荡频率相当时，共振就产生了。在水溶液中，金纳米粒子表现出很强的表面等离子体共振吸收峰，吸收峰的位置主要与纳米粒子的几何形状，核壳结构，大小以及周围介质有关。其中，金纳米粒子对于介电常数有很高的灵敏度。由于吸附在金纳米粒子表面的分子会引起周围介电常数的改变，所以可以通过吸收光谱或消光光谱来测量吸附在金属纳米粒子表面的化学或生物分子。虽然LSPR能够监测到吸附在金纳米粒子表面的分析物分子，但是消光光谱并不能够识别吸附分子结构的整体特征。而振动光谱却可以弥补这一点。其中表面增强拉曼光谱能够显示出分子的特征振动谱图而且不会损坏分析物的结构。由于分子吸附在金属纳米粒子的表面而使拉曼信号增强，使得表面增强拉曼光谱成为一种超灵敏的分析技术，在表面增强拉曼光谱中，每一个振动峰带都是一个特定分子运动的特征。通过将LSPR与SERS两种技术联用，我们可以获得分析物的定量和定性的信息。由于核壳纳米复合结构的形状，尺寸以及材料特征而产生的独特的光学性质，使得核壳纳米粒子受到了广泛的关注并应用于许多领域。与单一的金属纳米粒子不同，核壳纳米粒子具有独特的等离子、光学、电学、催化等特性，这是由于核壳纳米粒子是由两种以上的金属构成的，具有很好的结构，使其呈现出新的特征。另外，非球形的纳米结构由于其纳米粒子的形状、尺寸使其具有特殊的光学特性也受到了广泛的关注。非球形的纳米粒子具有与沿纵向和横向方向上的电子振荡相对应的表面等离子体共振吸收峰，分别称为横向（Transversesurfaceplasmonresonance，TSPR）吸收峰和纵向（Longitudinalsurfaceplasmonresonance，LSPR）吸收峰。例如，金纳米双锥和金纳米棒。它们都具有两个不同的表面等离子体共振带。其中，金纳米双锥具有一个五边形基底和两个尖锐的顶点。因此，与金纳米棒相比，金纳米双锥对周围的折射率更加的灵敏，局域电场增强效应更大。在第二章中，分别以金-银-金双壳纳米粒子和金纳米球为基底，采用LSPR与SERS联用技术来测定甲巯咪唑药物小分子。金-银-金双壳纳米粒子是基于硝酸银和氯金酸在种子表面进行连续还原的方法制成的。由于金和银之间的相互协调效应，混合的纳米粒子非常稳定，而且对于甲巯咪唑的测定具有较高的灵敏度。同时应用LSPR与SERS联用技术分别对甲巯咪唑进行定量和定性分析。在最佳条件下，两个峰带的吸光度的比值与甲巯咪唑的浓度呈很好的线性关系，线性范围为0.10-3.00×10-7molL-1。实验结果也表明，与球形的金纳米粒子相比，金-银-金双壳纳米粒子具有更高的灵敏度和更宽的线性范围。同时，考察了该方法在实际样品中的应用，结果表明，该方法具有实用价值。在第三章中，以金纳米双锥为基底，采用LSPR与SERS联用技术测定美司钠。金纳米双锥采用种子生长的方法在表面活性剂CTAB水溶液中合成。美司钠通过Au-S共价键的强烈作用吸附在金纳米双锥的表面，诱导金纳米双锥聚沉，从而使金纳米双锥周围的折射率发生改变，使得LSPR峰发生移动。在最佳条件下，两个峰带的吸光度的比值与美司钠的浓度在0.30-4.00×10-7molL-1内呈很好的线性关系。同时，SERS可以提供单个美司钠分子的结构信息。所以，同时应用LSPR与SERS联用技术对美司钠分别进行定量和定性的分析。并将此技术应用于美司钠实际样品的测定中，实验结果证明，该方法适用于实际样品的分析。
【作者】廖雪；
【导师】田媛；
【作者基本信息】吉林大学，分析化学，2014，硕士
【关键词】局域表面等离子体子共振；表面增强拉曼光谱；金-银-金双壳纳米粒子；金纳米双锥；甲巯咪唑；美司钠；

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