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结构、性能稳定的贵金属/介电基质纳米复合薄膜及其在局域表面等离子体传感中的应用
结题报告
批准号:
21071047
项目类别:
面上项目
资助金额:
33.0 万元
负责人:
高书燕
依托单位:
学科分类:
B0502.无机功能材料化学
结题年份:
2013
批准年份:
2010
项目状态:
已结题
项目参与者:
汪应灵、张树霞、武大鹏、李政道、杨恕霞、贾晓霞
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中文摘要
基于贵金属纳米颗粒局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR)对周围介质折射率的依赖性而发展的LSPR传感器已逐渐应用于生物、医学、制药、环境等领域。但是,由于常用的LSPR传感平台是将贵金属纳米颗粒组装在透明基底上,其制备过程繁琐、传感层厚度大、其结构和形貌对外界环境响应不稳定性等因素,其应用受到很大限制。本项目拟采用磁共溅射共沉积的方法,制备稳定性和粘附性很强的贵金属/介电基质纳米复合薄膜,作为LSPR传感器的传感层,并着重研究其在重金属离子检测、链霉亲和素-生物素相互作用、DNA 杂交等方面的应用,建立基于该类纳米复合薄膜的LSPR传感器制造新技术,进而研发一种新型、稳定、可操作性的LSPR传感平台,为这种新型LSPR传感器的大规模应用提供近期可实现性。
英文摘要
基于贵金属纳米颗粒局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR)对周围介质折射率的依赖性而发展的LSPR传感器已逐渐应用于生物、医学、制药、环境等领域。影响其应用和发展的瓶颈是金属岛膜的不稳定性,主要体现在表面等离子体共振吸收受溶剂浸泡的影响很大,从而影响其性能的稳定性、重现性及重复使用性。鉴于此,申请本项目。在本项目的支持下,探索了一种简单可行的方法——磁控溅射共沉积技术制备用于LSPR传感平台的贵金属/介电基质纳米复合薄膜。通过调控制备参数(工作电压、背景气压、沉积时间和金(银)片的数量)来制备不同粒径分布、金(银)纳米粒子覆盖度的Au(Ag)/介电基质纳米复合薄膜。通过溶剂浸泡、胶带粘贴和超声实验发现制备条件和介电基质的种类对材料的稳定性影响很大,最稳定的复合材料是金/氧化铝。这可能主要是由于在溅射过程中金纳米粒子嵌入到介电基质中以及周边介电基质对金的保护作用。简单的制备技术和良好的稳定性使其有望作为LSPR传感平台,于是我们设计合成了冠醚和生物素等探针分子,在常温常压下将其修饰在纳米复合薄膜构建传感层,考察其对碱金属离子和生物亲和素的选择性传感。结果发现:(1)所构建的传感层确有传感性能;(2)在相同的贵金属种类、贵金属覆盖度和平均粒径及介电基质的条件下,对生物亲和素的选择性传感优于对碱金属离子的传感性能,这可能与探针分子在复合薄膜上的构型稳定性有关;(3)传感灵敏度主要受制于贵金属的覆盖度和平均粒径。同时,考虑到国内外的研究和发展现状,增加了(1)贵金属纳米粒子的湿化学合成方法构建及其通过比色传感检测痕量重金属Hg离子的应用研究和(2)结构稳定的荧光碳量子点的绿色制备技术及其荧光传感应用研究。总体而言,经过课题组三年的努力顺利完成了申请书中的主要研究内容。在国内外重要学术期刊上发表18篇学术论文(其中一项研究成果被《自然》亚洲材料报道,另两项成果分别作为J. Mater. Chem. 和J. Mater. Chem. A的封面文章报道),申请3项国家专利,培养毕业3名硕士研究生,达到了本项目的预期目标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2011
期刊:大学化学
影响因子:--
作者:高书燕
通讯作者:高书燕
Gold cellular networks inside water-soluble sodium alginate sol
水溶性海藻酸钠溶胶内的金细胞网络
DOI:10.1139/v2012-031
发表时间:2012-06
期刊:Canadian Journal of Chemistry
影响因子:1.1
作者:Wei, Jishi;Yang, Jianmao;Gao, Shuyan
通讯作者:Gao, Shuyan
DOI:--
发表时间:2011
期刊:Analytical and Bioanalytical Chemistry
影响因子:--
作者:Gao, Shuyan;Koshizaki, Naoto;
通讯作者:
DOI:10.1016/j.nanoen.2013.06.005
发表时间:2013-11-01
期刊:NANO ENERGY
影响因子:17.6
作者:Gao, Shuyan;Fan, Hao;Golberg, Dmitri
通讯作者:Golberg, Dmitri
DOI:10.1021/jp1069384
发表时间:2010-10
期刊:Journal of Physical Chemistry C
影响因子:3.7
作者:Gao, Shuyan;Li, Zhengdao;Jia, Xiaoxia;Jiang, Kai
通讯作者:Jiang, Kai
等离子体增强原子层沉积原位构筑二维石墨炔基单原子氧还原催化剂及构效关系研究
  • 批准号:
    U22A20253
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    54万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    高书燕
  • 依托单位:
新概念高熵固溶体电催化硝酸根制氨材料的设计构建及多主元协同机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    255万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    高书燕
  • 依托单位:
3D打印摩擦纳米发电机的设计制造及其在自驱动有机污染物降解体系中的应用研究
  • 批准号:
    51872076
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    高书燕
  • 依托单位:
基于生物质的多孔微纳碳基材料的合成及其氧还原性能研究
  • 批准号:
    21471048
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    90.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    高书燕
  • 依托单位:
国内基金
海外基金