项目名称: 银纳米晶超晶格结构的调控及其表面增强拉曼散射特性研究

项目编号: No.50801013

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2009

项目学科: 生物科学

项目作者: 邱腾

作者单位: 东南大学

项目金额: 20万元

中文摘要: 表面增强拉曼散射(SERS)用于分子检测的化学、生物传感器,需要作为传感器的材料具有大动态的响应范围以及均匀稳定的响应信号。当前的研究热点倾向于制备表面结构确定、分布均匀、有序可控的二维金属周期结构作为SERS活性基底,这种活性基底不仅能在较宽的动态范围内获得可靠、稳定、均匀的SERS信号,而且可以提供理想的模型以检验SERS理论。现有的手段由于制备成本高、程序繁琐、技术复杂、难以大面积量产等诸多问题,应用于分子传感领域受到限制。本项目从实验和理论两方面入手,采用氧化铝模板法、水热法构筑了一系列具有典型特征的银纳米晶超晶格结构,系统地研究了银纳米晶超晶格结构的表面增强拉曼散射理论模型,将银纳米晶超晶格结构成功应用于痕量有机、无机分子的探测及生物分子显微成像领域。

中文关键词: 纳米晶超晶格;表面增强拉曼散射;痕量检测;水热法;模板法

英文摘要: Surface-enhanced Raman scattering (SERS) is recognized as one of the most sensitive spectroscopic tools for chemical and biological sensing. Researchers in this area have attempted to develop many new technological innovations including high sensitivity chemical and biological detection systems, labeling schemes for authentication and tracking purposes. However, progress has been hampered by the inability of researchers to fabricate substrates with the high sensitivity, tunability, robustness, and reproducibility necessary for truly practical and successful SERS-based systems. These limitations have been in part overcomed nowadays by the fabrication of high-density periodic nanoparticle 2-D arrays with controllable spacing, which could not only obtain a reliable, stable, and uniform SERS signal with large dynamic range but also test theoretical model. In order to fabricate noble nanoparticle arrays with high SERS activity and improve the uniformity, lithographic techniques have been employed. Although these efforts illustrate the potential of using SERS as a sensitive molecular sensing tool, precise control of the gaps between the nanostructures on a SERS active substrate in the sub-10 nm regime (necessary for intense SERS enhancement) is still extremely difficult to obtain by current expensive and complicated lithographic techniques and other nanofabrication methods. This project developed new methods to fabricate tunable silver nanocrystal superlattice arrays as robust and cost-efficient SERS substrates exhibiting significant SERS enhancement and postulated a model to test SERS theroy. Our results open new possibilities for applying SERS to trace detection of organic and inorganic molecules. Silver nanocrystal superlattice arrays were also demonstrated to be excellent substrates for cellular fluorescence imaging.

英文关键词: Nanocrystal superlattice; Surface-enhanced Raman scattering; Trace detection; Hydro-thermal method; Template Synthesis

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