采用重复性及生物兼容性较好的二维纳米银膜作为氧合血红蛋白表面增强拉曼散射光谱的(SERS)基底, 利用具有较好匹配的近红外激光作为激发光源, 通过引起共振拉曼效应分别对健康女性和女性乳腺癌患者的氧合血红蛋白进行SERS光谱研究。比较两组氧合血红蛋白平均SERS光谱, 发现存在差异。利用SPSS软件的主成分分析(PCA)方法和独立变量T检验统计分析方法, 发现两组光谱在659、813和1 122 cm-1拉曼频移处的谱峰有着极显著的区别。对主成分进行归属分析, 女性乳腺癌患者氧合血红蛋白分子中, 吡咯环的反对称变形振动、对称变形振动以及吡咯环的呼吸振动的强度、相对于健康女性显著减少, 从而造成图谱谱峰有明显差异。除此以外, SERS技术结合SPSS统计分析方法能够较好地区分健康女性和乳腺癌患者的氧合血红蛋白, 从而有望发展成为一种新型的乳腺癌临床诊断技术。

采用一种高活性的纳米银膜作为表面增强拉曼散射（SERS）基底, 以近红外激光（785 nm）作为激发光源, 对胞嘧啶核苷（胞苷）水溶液（10－2～10－8 mol·L-1）进行了近红外表面增强拉曼散射（NIR-SERS）光谱检测。 实验结果表明, 当胞苷水溶液浓度等于或低于10－7 mol · L-1时, 可在300～2　000 cm-1范围内获得信噪比较好的NIR-SERS光谱。 将胞苷水溶液（10－2～10－5 mol · L-1）分别滴在10片不同的纳米银薄膜上进行检测, 结果表明该纳米银膜体现出了较好的光谱重现性。 通过对纳米银膜表面形貌进行表征发现聚乙烯醇（PVA）包覆的纳米银颗粒在铝片表面形成“草状”结构。 并通过对吸附了胞苷分子的纳米银膜进行紫外-可见光反射光谱检测, 发现在800 nm处出现等离子共振峰。 因此采用785 nm的近红外激光作为激发光时, 该体系能够体现出强烈的表面等离子共振（surface plasmon resonance, SPR）特性。 同时采用DFT-B3LYP/6-311G对胞苷分子进行了拉曼光谱计算, 计算所采用入射光波长为785 nm, 通过计算结果与实验测得的胞苷固体的拉曼光谱对比发现在300～2　000 cm-1范围内两者匹配得较好, 进而对其振动进行了归属。 最后通过比较胞苷的拉曼光谱和NIR-SERS光谱对胞苷分子在纳米银膜上的可能吸附方式进行了分析。 分析结果表明胞苷分子主要为其核糖部分吸附纳米银颗粒上, 同时该分子的17NH2基团可能靠近局域电磁场增强区域。

本文将聚乙烯醇(PVA)包覆的纳米银粒子组装在铝片表面形成的纳米银薄膜作为表面增强拉曼散射基底,使用扫描电镜对纳米银膜的表面形貌进行了表征。同时采用近红外激光(785 nm)作为激发光对甲氰菊酯的丙酮溶液(10-4~10-7 mol/L)进行了近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)光谱检测。结果表明该方法对甲氰菊酯的检测极限为10-6 mol/L。最后对甲氰菊酯的NIR-SERS光谱重现性进行了检测,即分别检测了浓度为10-4 mol/L和10-5 mol/L的甲氰菊酯丙酮溶液各6个样品,实验结果表明该纳米银膜在检测甲氰菊酯时体现出了较好的重复性。

采用磁控溅射技术制备并通过不同温度的快速热退火得到了不同表面形貌的纳米银膜。 利用XRD, SEM和紫外-可见-近红外透射光谱等技术研究了纳米银膜的结构、 表面形貌与光学性质。 实验结果表明, 随着退火温度的升高, 银膜开口面积分数、 银岛(纳米粒子)间距增大, 长宽比减小, 银岛由各向异性的蠕虫状变成各向同性的纳米球; 表面等离激元共振带发生连续的蓝移, 半高宽变窄。 分析表明, 纳米银膜的表面等离激元共振特性可以通过热退火诱导的表面形貌变化实现调整。

在恒温条件下, 采用静电自组装技术在玻璃表面制备了一种具有宽等离子吸收带的纳米银膜。 使用扫描电镜(SEM)观察其表面形貌发现该纳米银膜表面由粒径为18～200 nm的纳米球组成。 同时从紫外可见光谱检测结果发现该纳米银膜在400～850 nm间有较宽的等离子吸收带。 分别以强荧光分子(结晶紫)和生物大分子(健康人血清)作为探针分子, 在近红外激发光(785 nm)下检测出了质量较好的SERS光谱。 同时, 分析了该纳米银膜对两种分子检测的重复性。

本文采用电解法结合静电自组装技术制得了二维纳米银膜, 该纳米银膜的UV-vis消光光谱显示其等离子体共振带位于400 nm~900 nm之间, 延伸至近红外区。该纳米银膜可以较好的匹配785 nm的近红外激发光源, 进而能有效的避免分子荧光和生物分子的光致损伤。本文以柠檬酸钠和氯化血红素为探测分子, 进行了近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)活性检测, 获得了信噪比较好的NIR-SERS光谱图。同时采用密度泛函理论B3LYP, 以6-31G为基函数, 对柠檬酸钠分子进行了结构优化和普通拉曼光谱(NR)计算, 发现理论值和实验值符合很好。此外, 文中对柠檬酸钠及氯化血红素的NIR-SERS谱带进行了分析和归属。实验表明, 该二维纳米银膜是一种稳定、高效且具有生物兼容性的NIR-SERS基底, 与近红外激发光源相匹配可以有效的淬灭分子荧光、增强拉曼信号。

基于一种新型、高效、生物兼容性近红外表面增强拉曼散射（NIR-SERS）基底，采用便携式近红外拉曼光谱仪分别对健康人和肝癌病患者的血清进行了NIR-SERS光谱研究。实验发现，健康人与肝癌患者的血清NIR-SERS光谱存在显著差异：1）健康人血清NIR-SERS 光谱中位于630、720、812和1578 cm-1附近的谱峰在肝癌患者血清NIR-SERS 光谱中变得很弱，甚至消失；2）健康人血清NIR-SERS光谱中位于1130 cm-1和1204 cm-1附近的谱峰在肝癌患者血清NIR-SERS 光谱中分别蓝移到1135 cm-1和1269 cm-1附近，同时在558 cm-1附近出现一新的较强拉曼峰；3）对健康人和肝癌患者血清NIR-SERS光谱中位于300、630、1130和1578 cm-1等处的拉曼峰相对峰强度比研究发现，相对峰强度比I630/I300，I1130/I300和I1578/I300可以作为较好的区分健康人和肝癌患者的NIR-SERS光谱诊断指标，这为基于SERS光谱技术进行肝癌光谱诊断提供了初步的实验依据。

文中基于高效、生物兼容性纳米结构银膜, 采用便携式拉曼光谱仪分别对10个健康人和10个急性粒白血病患者的氧合血红蛋白进行了表面增强拉曼散射(SERS)光谱的研究。实验发现, 健康人与急性粒白血病患者的氧合血红蛋白SERS光谱存在显著差异: (1)健康人氧合血红蛋白SERS光谱中位于340 cm-1 附近很弱的拉曼峰在急性粒白血病患者的SERS光谱中变的很强; (2)健康人氧合血红蛋白SERS光谱中位于655 cm-1 附近的拉曼峰在急性粒白血病患者SERS光谱中蓝移到670 cm-1附近, 同时在727 cm-1 附近出现一个新的拉曼峰; (3)对健康人和急性粒白血病患者氧合血红蛋白SERS光谱中位于472、814、1335、1423和1588 cm-1 处的拉曼峰相对强度比研究发现, 相对强度比I814/I472, I1335/I472、I1423/I472和I1588/I472 可以作为较好的区分健康人和急性粒白血病患者的SERS光谱诊断指标, 这为基于SERS光谱技术进行急性粒白血病诊断提供了初步实验依据。

在直流10 V电压下电解聚乙烯醇和硝酸银的混合液3 h制备纳米银胶, 将经过半胱氨酸修饰后的载玻片浸入银胶24 h制得纳米银膜。用紫外可见分光光度计对银胶进行了观测, 由于其吸收峰半高宽较窄可知银胶中纳米银颗粒粒径分布较为均匀。同时, 使用扫描电镜对银膜进行了表征。通过对半胱氨酸分子SERS信号的分析得出了纳米银粒子在玻璃表面上可能的组装方式。以结晶紫(Crystal Violet)和孔雀石绿(Malachite Green)作为探测分子, 采用便携式拉曼光谱仪测得两种分子不同浓度下的SERS谱。发现该方法所制得的纳米银膜有很好的表面增强效果。最后分析了半胱氨酸分子SERS信号对探针分子光谱的影响。

电解法制备了自组装纳米银膜。用紫外可见分光光度计和透射电镜对电解出的银胶进行了观测, 并且用扫描电镜对制备好的银膜进行了表征, 发现银膜上的纳米银颗粒是银胶中颗粒的二聚体和三聚体。我们得到了孔雀石绿的SERS谱, 发现自组装纳米银膜对于用SERS检测孔雀石绿具有很好的增强效果, 检测的下限是10-10 M。另外, 我们对所测不同浓度的孔雀石绿的指纹峰面积进行了分析, 发现峰面积随浓度的变化有很好的线性关系, 这对以后进行定量分析打下了基础。本实验说明用电解法制备的自组装纳米银膜对于检测孔雀石绿具有很好的应用前景。