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[专利] 发明专利 CN201710382446.9
东南大学 2017-08-22
摘要:本发明提供了一种自组装胶体晶体的转印方法,该方法首先用聚多巴胺修饰待转印表面(a),然后在液体‑空气界面自组装制备胶体晶体(b),并将胶体晶体转印至聚多巴胺修饰表面(c)。该方法充分利用了自组装的简易性,以及聚多巴胺的广谱粘性,降低了胶体晶体的转印成本,提高了表面上胶体晶体转印的稳定性,提供了一种高效低成本的胶体晶体转印手段,在电子、显示、印染、印刷、防伪、传感检测、表面处理以及生物医学等领域具有广泛的应用前景。
[专利] 发明专利 CN201710155376.3
东南大学 2017-08-18
摘要:本发明提供了一种检测链霉菌菌丝的增强拉曼基底及其制备和使用方法。该检测基底由下至上分别为滤膜层(1)、单分散纳米粒子层(2)、镀金属层(3),该检测基底检测快速、灵敏度高,其制备过程如下:1)在滤膜层(1)上自组装得到单分散纳米粒子层(2);2)在单分散纳米粒子层(2)上制备金纳米粒子层;3)以该金纳米粒子层中的金纳米粒子为核生长镀金属层(3),得到所述的检测基底;该制备方法简单快捷。该检测基底可以用于检测样品中是否含有链霉菌菌丝,通过采集样品溶液的拉曼光谱,可以检测样品中是否有链霉菌菌丝以及菌丝的含量;该方法在临床检测、检验检疫、环境监测等领域具有广泛的应用前景。
[博士论文] 王德龙
生物医学工程 东南大学 2017(学位年度)
摘要:等离激元光学(plasmonics)是近几年兴起的纳米光子学的热门研究方向,它可以通过金属微纳结构将光与物质相互作用控制在纳米尺度,具有很高的空间分辨率和能量转换效率,在信息、能源和生物医学等领域具展现了广泛的应用前景。作为等离激元光学的一个重要分支,本论文研究的等离激元光学晶体,是一类周期性金属纳米结构,与非周期性结构相比,该结构具有更好的制备可重复性和均一性。在生物检测应用中其等离激元增强可以较好的设计和控制利用,因此等离激元光学晶体作为生物传感元件受到越来越广泛的青睐。此外,入射光与等离激元光学晶体金属表面自由电子相互作用,可以用于显示、太阳能电池、光学存储等领域。本论文研究了纳米粒子自组装与金属镀膜技术结合的等离激元光学晶体制备方法,探索了其在微生物检测和等离激元光学显示方面的应用。本论文主要工作如下:
  1.提出了一种过滤自组装和无电解电镀相结合的等离激元光学晶体制备方法。该方法首先在尼龙微孔滤膜上过滤自组装制备纳米粒子的三维有序结构,然后在该结构表面进行无电解电镀金属层,得到等离激元光学晶体,该方法具有制备成本低、简单易行的优点。由于该方法制备的等离激元晶体具有多孔结构,可以作为滤膜用于生物检测与分析。FDTD仿真计算表明,晶体的电场增强热点分布均与且与位于过滤结构的空隙内,有利于与待测物的相互作用,其拉曼散射增强因子达到107数量级。
  2.探索了上述方法制备的等离激元光学晶体滤膜在微生物检测方面的应用。对产电细菌的SERS检测结果显示,该滤膜可以通过“过滤-检测”方法,仅用微量样品就可以区分地杆菌属和希瓦氏菌属两种不同的产电菌属,还可以区分地杆菌的野生型和菌毛突变型。同时,对链霉菌孢子的SERS检测表明,与传统的革兰氏染色方法和镀银尼龙滤膜基底相比,该方法可以快速有效的检测细菌孢子,从而区分用于区分常用抗生素那西肽的生产方式。对于0.005g/mL的那西肽样品,检测用量只需5μL,用时只需5min。
  3.提出了一种低成本的、稳定的、表面普适性好的有序微纳结构自组装和转印方法。该方法首先对待转印基底进行聚多巴胺修饰,然后将液-气界面自组装单层纳米粒子转印至表面,完成对表面的有序微纳结构修饰。该方法利用聚多巴胺的粘性解决了微纳结构转印的不稳定性问题。研究结果表明这种方法具有很好的普适性,可以用于平面、曲面、刚性、柔性、有机、无机表面等多种表面的微纳结构修饰,具有广泛的应用前景。通过这种方法转印的有序微纳结构,还可以通过电镀、蒸镀等多种方式修饰金属层,从而可以将表面转化为等离激元光学晶体表面,用于生物检测、显示以及能源等领域。该制备方法可以实现大面积转印,因此为等离激元晶体的广泛应用奠定了基础。
  4.基于自组装结构转印,本论文还探究了等离激元光学晶体图案化制备方法及其在显示方面的应用。研究结果表明,通过模板辅助转印,本论文实现了在刚性和柔性表面的等离激元光学晶体图案化稳定修饰。对图案的光学性质分析表明,等离激元晶体显示的颜色具有角度依赖性,但是与胶体光子晶体结构色相比,在垂直入射情况下仍然有较为亮丽的颜色,其颜色显示范围更为宽广。在此基础上,通过基底的响应性设计,可以将该显示用于传感检测。
摘要:近年来在生物医学分析领域表面增强拉曼散射(SERS)越来越受到关注。但是如何在生物传感器和检测中的充分发挥SERS的优点尚需要精心设计具体应用过程中光与物质相互作用、待测物的有效散射及其一致性。
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