【摘 要】
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表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Ramanscattering,SERS）因具有低自发荧光、耐光漂白、低光毒性、窄发射峰等优点,在分析、材料和生物医学等领域成为一种强大且灵敏的分析技术。目前,利用SERS技术,构建新型SERS纳米探针用于体外、细胞、微生物或活体内活性物质的高灵敏性、高选择性检测是拉曼分析主要研究热点之一。本论文基于贵金属金分别合成了具有高SERS活性的金纳米球
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表面增强拉曼散射（Surface-enhanced Ramanscattering,SERS）因具有低自发荧光、耐光漂白、低光毒性、窄发射峰等优点,在分析、材料和生物医学等领域成为一种强大且灵敏的分析技术。目前,利用SERS技术,构建新型SERS纳米探针用于体外、细胞、微生物或活体内活性物质的高灵敏性、高选择性检测是拉曼分析主要研究热点之一。本论文基于贵金属金分别合成了具有高SERS活性的金纳米球（AuNPs）和核-分子-壳结构金纳米花作为构建SERS纳米探针的基底,并在其表面分别键合具备分析物识别单元和拉曼报告单元的功能化探针分子CPBA和TP-Tyr,构建了两种新型SERS探针AuNPs@CPBA和Au@4-MBN@AuNFs@TP-Tyr,分别用于体外及细胞内汞离子（Hg2+）和过氧化氢（hydrogen peroxide,H2O2）的检测研究。具体研究内容如下:1、基于金纳米球的比率型SERS纳米探针用于细胞内Hg2+检测研究。本章节利用种子生长法合成60 nm金纳米球颗粒作为SERS基底,并通过酰胺化等反应合成功能化的CPBA分子作为Hg2+的识别基团和拉曼报告基团,然后通过Au-S键将CPBA键合在金球表面,成功构建了一种能够特异性识别Hg2+的比率型SERS探针AuNPs@CPBA。当Hg2+存在时,Hg2+会取代CPBA分子中硼酸部位,形成新的C-HgCl键,引起1002cm-1处B-O-H的信号减弱,1080cm-1处C-HgCl的信号增强,从而实现了对Hg2+的比率型检测。根据I1080/I1303的强度比,本研究计算表明该探针对Hg2+的检测下限为0.12μM。此外,该SERS探针,不但实现了 4种水样中Hg2+的分析检测,而且对活细胞内Hg2+实现了比率拉曼成像。该探针具有的强特异性、高稳定性和良好生物相容性,对于环境水样及生物样品中Hg2+的检测具有重要意义。2、基于核-分子-壳结构金纳米花的无干扰SERS纳米探针用于细胞内H2O2检测研究。本章节利用种子生长法合成了内嵌4-巯基苯甲腈（4-MBN）分子的核-分子-壳结构金纳米花作为高活性的SERS基底,并通过酰胺化等反应制备了功能化的TP-Tyr分子作为H2O2的识别基团和拉曼报告基团,将TP-Tyr修饰在金纳米花表面成功构建了一种能够特异性识别H2O2的SERS探针Au@4-MBN@AuNFs@TP-Tyr。在辣根过氧化物酶（HRP）和H2O2共同存在下,HRP可催化H2O2产生羟基自由基,进而诱导TP-Tyr分子中的苯酚部位发生交联反应,促使Au@4-MBN@AuNFs@TP-Tyr纳米探针团聚。使4-MBN分子位于细胞沉默区的腈基信号（2223cm-1）增强,实现对H2O2的高选择性、高灵敏性检测。基于腈基信号强度和H2O2浓度的线性关系,本研究计算得该探针对H2O2检测限为0.3 μM。该SERS纳米探针具有准确可靠、无干扰、高稳定性和强特异性的优势,并在A549细胞中成功实现了 H2O2的拉曼成像。
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