银纳米颗粒对胆固醇荧光的增强效用研究

在传统荧光光谱技术的基础上,结合金属纳米颗粒的增强荧光技术,探索提高荧光光谱技术检测人全血溶液中胆固醇含量的精度和分辨率的方法。实验研究方面,采用波长为407 nm的激光作为激发光,照射加入一定量银纳米颗粒作为荧光增强剂的人全血溶液,研究了银纳米颗粒对人全血溶液在可见光波段的荧光增强作用。结果表明,胶体状态的银纳米颗粒可以显著增强低浓度的人全血溶液荧光光谱的强度,且不同位置荧光发射峰的荧光增强效率随银胶加入量的增加均呈现先增后减的趋势,但不同峰位置的最强增强效率对应的银胶加入量不同。理论分析方面,根据实验结果及胆固醇分子和银纳米颗粒在溶液中的分布情况,建立了分子间距模型,并根据模型计算得出胆固醇分子和银纳米粒子之间的最佳增强荧光效果间距在12.19～25 nm范围内,这个结果和其他文献中的理论值吻合较好。综上所述,使用银纳米颗粒可实现全血溶液荧光的增强,研究结果为提高检测血液中多种物质的灵敏度和精度提供了有价值的参考作用。     

小粒径同质/异质壳层结构NaGdF_4:3%Nd~(3+)纳米颗粒的近红外发光特性

采用共沉淀法制备了粒径小于5 nm的六方相NaGdF_4:3%Nd~(3+)纳米颗粒.纳米颗粒表面缺陷会使发光中心产生严重的淬灭,对其表面包覆适当厚度的壳层可以有效地减少发光淬灭,提高发光性能.对NaGdF_4:3%Nd~(3+)核心纳米颗粒分别进行同质和异质包覆并且通过调节核壳比制备了不同壳层厚度的NaGdF_4:3%Nd~(3+)@NaGdF_4和NaGdF_4:3%Nd~(3+)@Na YF4纳米颗粒,研究了不同的壳层厚度对核心纳米颗粒发光的影响,并对两种不同核壳结构纳米颗粒的发光性能进行了对比.在808 nm近红外光激发下,NaGdF_4:3%Nd~(3+)纳米颗粒发射出位于约866,893,1060 nm的近红外发射.与核心纳米颗粒相比,核壳结构的纳米颗粒的荧光强度增强,荧光寿命增长,并且随着壳厚的增加,荧光强度出现先增强后减弱、荧光寿命逐步增长的趋势.与相同条件下同质包覆的NaGdF_4:3%Nd~(3+)@NaGdF_4纳米颗粒相比,异质包覆的NaGdF_4:3%Nd~(3+)@NaYF_4纳米颗粒光谱荧光强度增强,寿命增长.     

纳米LaPO4：Eu的凝胶网格法制备及发光特性

用凝胶网格沉淀法,以明胶为分散介质,成功制备了铕掺杂的磷酸镧纳米颗粒,所需装置简单,实验条件适中.通过透射电子显微镜观察到制得的纳米颗粒粒径均匀,分散性良好.用X射线粉末衍射仪对其结构进行了表征,实验表明:LaPO₄属单斜晶系,独居石结构,600℃煅烧2h完全晶化.研究了不同煅烧温度、时间及不同铕含量对LaPO₄:Eu纳米粒子发光性质的影响.光谱数据表明:随着铕含量的增加或煅烧温度的升高,激发峰及各个发射峰的强度都增强,但264nm处的宽带峰强度随铕含量的增加变化较小,且红移了5.3nm;850℃时,煅烧0.5h发光强度最强,随着煅烧时间的延长发光强度反而减弱.     

银纳米颗粒对纳米金刚石的拉曼及荧光增强特性研究

纳米金刚石因其优异的光学特性成为当今纳米科学研究中的一个热点.利用等离激元效应提高nitrogenvacancy(NV)色心的荧光和拉曼散射强度,进而可以提高这类传感器的灵敏度.本文主要将纳米金刚石与Ag纳米颗粒结合,利用金属纳米颗粒表面的等离子体共振效应,使NV色心的荧光和拉曼强度得到增强.同时研究了Ag纳米颗粒的质量浓度对拉曼与荧光光谱强度的影响,并进一步研究了相应的荧光辐射跃迁速率与量子效率,对荧光的增强机制进行了探究.     

Ag纳米颗粒增强的Ho~(3+)/Tm~(3+)共掺铋锗酸盐玻璃的2μm发光研究

采用基于传统熔融淬冷技术的热化学还原法制备了系列Ag纳米颗粒复合Ho3+/Tm3+共掺铋锗酸盐玻璃样品,研究了Ag纳米颗粒含量对玻璃2μm发光特性的影响.结果表明,Ag纳米颗粒的表面等离子体共振带位于500—900 nm,峰值位于650 nm,透射电子显微镜图像中观察到均匀分布的Ag纳米颗粒,尺寸约为5—10 nm.通过测试玻璃样品在1.7—2.3μm波段的荧光光谱发现,Ag掺杂后Ho3+离子2μm处的荧光强度得到了极大的提高,其中AgCl掺杂质量分数为0.3%时的荧光强度比未掺杂时的荧光强度增强10倍,这归因于Ag纳米颗粒的局域场增强作用.计算得到Ho3+离子的吸收截面为0.491×10-20cm-2,发射截面为1.03×10-20cm-2,当增益系数为0.2时即可实现正的增益.     

纳米LaPO_4∶Eu的凝胶网格法制备及发光特性

用凝胶网格沉淀法,以明胶为分散介质,成功制备了铕掺杂的磷酸镧纳米颗粒,所需装置简单,实验条件适中。通过透射电子显微镜观察到制得的纳米颗粒粒径均匀,分散性良好。用X射线粉末衍射仪对其结构进行了表征,实验表明:LaPO4属单斜晶系,独居石结构,600℃煅烧2 h完全晶化。研究了不同煅烧温度、时间及不同铕含量对LaPO4∶Eu纳米粒子发光性质的影响。光谱数据表明:随着铕含量的增加或煅烧温度的升高,激发峰及各个发射峰的强度都增强,但264 nm处的宽带峰强度随铕含量的增加变化较小,且红移了5.3 nm;850℃时,煅烧0.5 h发光强度最强,随着煅烧时间的延长发光强度反而减弱。     

激光刻蚀法制备Pd纳米颗粒及其光谱特性初探

用Nd:YAG脉冲激光器1 064 nm激发光在二次去离子水中制备了Pd胶体.此体系中Pd颗粒表面不存在杂质离子,为"化学纯净".刻蚀后将Pd胶体沉积在铝基底上形成一层Pd岛膜.紫外-可见吸收光谱表明Pd胶体在200～800 nm测量范围内没有出现特征吸收峰,说明Pd胶体的吸收光谱并不能反映Pd胶体中Pd颗粒的粒径分布等信息.SEM显示Pd岛膜由Pd纳米颗粒组成,其平均粒径在200 nm左右.以101-3mo/·L-1的4-巯基吡啶(4MPY)为探针分子对Pd胶体和Pd岛膜的表面增强拉曼散射(SERS)进行了研究.结果显示,在Pd胶体中没有获得4MPY的SERS信号;Pd岛膜是一种非常高效的活性增强基底,从实验数据估算得出其增强因子约为8.7×104.SERS光谱分析显示4MPY分子通过S原子以倾斜的方式吸附于Pd岛膜表面;与Pd岛膜表面相比,4MPY分子在Ag岛膜上更趋于采用垂直于表面的吸附取向.     

ZnS:Mn纳米晶的制备及其发光性能研究

以C19H42BrN为表面活性剂,采用水热法合成了ZnS:Mn纳米晶,分别利用XRD、TEM、荧光光谱仪对其物相、形貌及光学性能进行了研究。结果表明:ZnS:Mn纳米晶为闪锌矿ZnS结构,颗粒近似球形,平均粒径为4～8 nm。荧光光谱显示,ZnS:Mn纳米晶的荧光发射峰强度随着Mn2+掺杂浓度和表面活性剂含量的增加而逐渐增强。     

SiO2纳米颗粒对R6G-乙醇溶液荧光光谱影响

在3×10－4M和1×10－4M浓度的R6G-乙醇溶液中分别掺杂了8个不同浓度的SiO2纳米颗粒（107～1012 个/mL）.研究了SiO2纳米颗粒（100 nm）对若丹明6G（R6G）荧光光谱的影响,结果表明:n1～n4(1012～1010个/mL)浓度掺杂的SiO2纳米颗粒在549 nm处的有很好的荧光增强作用,对570 nm处的荧光峰有明显的粹灭作用|n5～n8(109~107个/mL)浓度掺杂的SiO2纳米颗粒在549 nm处没有明显的荧光增强作用,但对570 nm处的荧光峰有增强作用,荧光增强因子可达10%~20%.荧光增强与粹灭的原因在于纳米颗粒对荧光的散射作用和R6G无荧光H-型二聚体或荧光J-型二聚体的形成.     

金纳米团簇组装的表面增强拉曼散射基底

表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术是一种高灵敏度的检测技术，已在社会发展的多个领域显示出潜在的应用前景。SERS活性基底的大面积、低成本、可控制备是表面增强拉曼散射光谱学研究领域的热点之一。利用溶液法将直径小于5 nm的金纳米团簇旋涂成膜，调控退火温度和时间，将金纳米团簇融合组装成随机分布的金纳米岛。由于融合组装过程在150～210 ℃范围缓慢，控制条件可实现具有高密度增强“热点”的SERS基底，方法简单、成本低廉、面积大、均匀性高。我们利用该方法可重复性获得了性能优良的SERS基底。该基底对表面吸附的单分子层，具有强烈的表面增强拉曼散射光谱响应，150～210 ℃退火样品的宏观增强因子106～107量级。研究表明：相同条件下150～180 ℃退火，金纳米团簇首先融合成直径10～20 nm细小金纳米岛；退火温度190～210 ℃时，形成10～20 nm细小金纳米岛与50～70 nm金纳米岛混合并存的现象。拉曼光谱表征显示：大、小金纳米岛混合并存样品的宏观增强因子高于细小金纳米岛组成的样品。经220 ℃退火后，金纳米团簇完全融合成直径50～100 nm的金纳米岛，岛间距也随之增大，导致纳米岛之间的电磁场强度呈指数衰减，220 ℃退火的样品具有较低的增强因子。本论文揭示了金纳米团簇的缓慢自组装机制，分析了金纳米岛的形貌与表面增强拉曼散射光谱的关系，为该基底的应用研究奠定基础。