【摘 要】
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在对复杂及痕量样品中的分子成分进行检测时,静电纺纳米纤维表面增强拉曼散射（Surface enhanced Raman scattering,SERS）基底材料因其具有较高的比表面积、良好的透气透水性以及柔韧可弯曲等特点,较其他刚性SERS基底不可比拟的优势。然而,静电纺纳米纤维SERS基底的发展却受制备方法的限制,存在检测灵敏度较低、制备过程复杂等问题。本文以静电纺聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维
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在对复杂及痕量样品中的分子成分进行检测时,静电纺纳米纤维表面增强拉曼散射（Surface enhanced Raman scattering,SERS）基底材料因其具有较高的比表面积、良好的透气透水性以及柔韧可弯曲等特点,较其他刚性SERS基底不可比拟的优势。然而,静电纺纳米纤维SERS基底的发展却受制备方法的限制,存在检测灵敏度较低、制备过程复杂等问题。本文以静电纺聚偏氟乙烯（PVDF）纳米纤维为基材,通过金纳米颗粒（Au NPs）在PVDF纳米纤维膜表面的可控原位生长,实现高灵敏度和高均匀性的三维复合纳米纤维SERS基底的制备,相比其他二维平面基底,该三维柔性SERS基底在分子和细菌的检测应用中具有明显的结构优势。论文的主要研究内容如下:（1）高灵敏度和高均匀性的三维复合纳米纤维SERS基底的制备。以种子生长方式在PVDF纳米纤维表面原位生长Au NPs,通过对生长动力学的控制,实现Au NPs粒径的分布密度的精准控制。研究表明,通过调节Au NPs粒径和分布密度可获得高灵敏度和高均匀性的三维复合纳米纤维SERS基底;且Au NPs的粒径的三次方与HAu Cl4浓度呈线性相关。（2）有限差分时域（FDTD）模拟计算发现,随Au NPs粒径和分布密度的增加,局部电磁场强度呈现先急剧提高再略微降低的规律性变化,理论计算结果与SERS实验测试结果一致。（3）基于PVDF@Au纳米复合纤维SERS基底三维立体结构的特点,开展对秋兰姆分子、细菌的SERS传感分析。高比表面积的三维立体结构使得基底对分子和细菌具有筛分截留的能力,可为分子及细菌快速准确的SERS传感分析提供便利。实验发现,该SERS传感基底可原位获得大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的SERS“指纹谱”。
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