借助水/油两相界面自组装形成致密排列且有序稳定的Au@ SiO2单层膜,通过膜层层转移到固相基底的方法制备了具有不同纳米粒子层数的SERS基底,成功在同一硅片上制备了六层Au@SiO2纳米粒子膜,研究了不同膜层数与SERS信号的关系,结合SERS成像技术可测定纳米粒子膜在基底上的层数.通过改变探针分子在多层纳米粒子膜上的位置,研究了纳米粒子膜间的耦合增强效应.研究表明,同一层膜表面探针分子的SERS信号分布均匀,随膜层数的增加,SERS信号明显增强,当膜层达到第五层时探针分子的SERS信号最强,之后几乎保持不变,说明SERS信号主要来源于表层的五层纳米粒子膜,位于五层以下纳米粒子对SERS效应并没有贡献.固定探针分子仅吸附于底层纳米粒子表面,当再覆盖一层裸露纳米粒子膜后,SERS信号达到最大,其主要源于热点的增强作用占主导地位,而覆盖至第三层时,SERS信号反而出现微小减弱,这是由于多层的Au@SiO2纳米粒子膜影响了激发光以及信号的传播,但粒子间产生的耦合效应仍对底层的探针分子起增强作用,当覆盖至五层Au@SiO2膜后,探针分子SERS信号完全消失,由此说明纳米粒子单层膜控制在三层以内可有效检测底层及以上所有纳米粒子上吸附分子的SERS信号,该结果为制备理想SERS基底提供了实验依据。

采用现场表面增强拉曼光谱(SERS)研究了4-氰基吡啶在不同pH值下铂电极上的吸附行为。结果表明, pH对4-氰基吡啶的吸附原子没有影响, 均以吡啶环上的氮吸附在电极表面, 但分子的取向不同。酸性条件下, 4-氰基吡啶在正于0. 6V(SCE)的电位区间倾斜吸附, 在0. 6V到-0. 2V以相对垂直方式吸附, 而在负于-0. 4V的电位区间, 分子倾向于平躺吸附; 中性条件下, 在0V附近, 分子由从相对垂直吸附向倾斜吸附转变; 碱性条件下, 分子在可测的整个电位区间内保持近乎垂直的方式吸附在铂电极上。

磁性及其核壳复合纳米粒子由于在不同领域中具有广泛应用而受到研究者的极大关注， 总结了磁性及磁性核壳纳米粒子常见的制备方法及各自的特点， 并重点讨论了其在磁分离及光谱检测方面的应用， 也介绍了本课题组在纳米粒子合成及应用方面所做的一部分工作。 最后对磁性纳米粒子中存在的问题进行了探讨， 并对其应用前景进行了展望。

以氨基硅烷为偶联剂， 硅酸钠为硅源， 合成了一种以金为核， 二氧化硅为壳的核壳纳米粒子。 通过调节硅酸钠的量， 反应温度和反应时间控制二氧化硅壳层厚度， 获得理想的表面增强效应。 通过研究表面增强拉曼光谱(SERS)信号强度和二氧化硅层厚度之间的关系优化基底的制备条件。 采用对巯基苯和联吡啶作为探针分子进行SERS实验， 在一定浓度范围内得到SERS信号强度和浓度的对数之间的线性关系， 实验结果表明此组装有Au@SiO2的ITO基底作为可循环利用基底可定量分析吸附物种的浓度。

在氨基硅烷化的单晶硅片表面通过静电自组装技术组装上金和金核铂壳两种纳米粒子, 通过改变基底浸泡在溶胶中的时间控制基底上纳米粒子的密度. 用扫描电子显微镜(SEM)对基底表面上的形貌进行表征, 结果表明纳米粒子呈亚单层二维阵列分布. 以吡啶(Py)为探针分子, 用波长为632.8 nm的激发光作为激发光源, 研究纯金和金铂复合基底上的表面增强拉曼光谱(SERS)行为. 数据显示在金纳米粒子之间引入金核铂壳纳米粒子后, Py的两个特征峰的频率没有明显变化, 但谱峰的强度却变弱了, 其SERS信号衰减最大可至原来的24%. 这是由于引入的铂的d态电子使金的等离子体激发猝灭, 从而破坏了电磁场增强, 使金的SERS信号衰减.

具有高灵敏度, 高选择性特点的表面增强拉曼散射(SERS)与免疫学中的特异吸附机理相结合形成的SERS标记免疫检测技术具有很大的研究及应用价值。 文章重点研究了关于SERS标记免疫检测的再生性问题, 力求增加此技术的循环利用价值。 实验采用甘氨酸-HCl生物缓冲体系对三明治结构(固相抗体-抗原-标记免疫金溶胶)进行洗脱, 通过酸碱度的改变, 促使抗体抗原复合物发生解离。 实验结果表明, 洗脱24 h后, 固相抗体上连接的抗原及标记免疫溶胶能得到很好的去除, 去除后再次组装三明治结构, 仍能通过对标记分子的识别进行SERS标记免疫检测。 在此基础上还研究了此方法的稳定性与重复使用次数, 发现其具有较好的稳定性, 重复使用次数可达10次左右。

本文介绍了一种制备多功能磁性Fe2O3/Au/Ag纳米粒子的简捷方法, 制备的粒子直径大约在100 nm左右, 采用UV-vis和SEM对该结构进行了表征。并通过调节硝酸银的用量, 制备了一系列具有不同壳层厚度和表面结构的多重核壳纳米粒子。以苯硫酚(TP)为探针分子, 研究了不同银壳厚度的磁性纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)活性。结果表明随Ag:Au比例的不断增加, 其SERS活性呈现先增大后减小的趋势, 这与表面结构的改变有关。

采用柠檬酸根为保护剂，通过水合肼还原的方法，在水相中合成了Au/Ag合金纳米粒子，UV-Vis光谱中只观察到一个位于单金属Ag和Au之间的等离子体共振峰，并且合金溶胶的最大吸收峰随着溶胶中Au的物质的量分数变化呈线性变化。通过紫外-可见吸收光谱研究了不同组分的溶胶与HCuCl4溶液的反应过程，结果显示，溶胶的紫外-可见吸收峰随着HCuCl4的加入量的改变而呈规律性变化，其中有一紫外吸收峰随着HCuCl4的加入而呈线性变化的区间，分析后认为这一过程为合金的去合金过程。

采用自组装技术在硅基底上进行金银纳米粒子的复合组装, 通过控制组装溶液中金溶胶和银溶胶的体积比进而控制基底上金银纳米粒子的密度。 采用紫外-可见漫反射和SEM对复合基底进行了表征, 结果显示硅基底上金银同时存在且呈亚单层均匀分布。 以硫氰根为探针分子研究了纯金、 纯银以及混合组装时复合基底的SERS效应。 通过一系列的校正表明, 在金银同时存在的复合基底上, 硫氰根的三键伸缩振动频率和特征峰的形状相对于单组分基底而言都接近于在银基底上的特征谱峰。 对实验结果进行分析后认为, 当金银同时组装在基底上时, 金和银之间有一定的耦合作用, 这种耦合作用最终导致金的SERS效应逐渐趋向于银。

采用交流电沉积技术在阳极氧化铝(AAO)模板中沉积不同的金属纳米线, 以对巯基苯(1,4-BDT)为耦联分子, 通过自组装在模板内组装金属纳米粒子, 由此构建金属纳米线-分子-金属纳米粒子的异质结。 以异质结内的分子为探针, 采用表面增强拉曼光谱(SERS)研究了异质结的增强行为, 通过探针分子的SERS信号表达异质结的组成, 并以异质结作为模型研究其SERS机理。 研究结果表明该方法可成功构建异质结, 同一取向的异质结的SERS信号较随机取向的SERS信号强。