1、分析化学专业毕业论文 精品论文 单个金纳米颗粒和金纳米棒的暗场光谱成像研究关键词：局部表面等离子共振 金纳米颗粒 金纳米棒 暗场显微镜摘要：金属纳米颗粒的局部表面等离子共振(LSPR)能显示出独特的光吸收和散射特性，如 LSPR 光谱易受颗粒形状和尺寸、所处环境、连接分子和随后的特异识别等因素的影响。正是因为金属纳米颗粒表面的任何细微变化都能引起 LSPR光谱的改变，其常被用于物理，化学和生物学领域的分析检测。其中，金纳米颗粒由于具有制备简单、易于修饰、稳定性和生物相容性好等优点而成为 LSPR光谱应用研究的主要目标。近年来，随着高灵敏光谱和成像技术的发展，在单个细胞水平上和纳米尺度上实时原位
2、考察单个金属纳米颗粒与周围环境及细胞的相互作用日益成为人们研究的热点。单个金属纳米颗粒的 LSPR 光谱研究通常采用暗场显微镜，但现有的暗场显微镜-光谱仪联用装置只能得到处于静止状态的单个金属纳米颗 LSPR 光谱和暗场图像，不能实现高通量检测以及对样品运动轨迹的实时跟踪，且造价昂贵。本文针对这一问题，结合透射光栅的光学性质和暗场显微镜的成像原理，设计了一套新的、简便的光学装置，实现了能够在二维层面上实时的、动态、高通量地对金属纳米颗粒进行研究的成像技术。具体内容如下： (1)单个金纳米颗粒的证明实验-浓度梯度分析 为了研究暗场显微镜的灵敏度并且验证是否能在普通暗场显微镜下观察到单个 18 n
3、m 金颗粒，本实验采用浓度梯度方法对其进行研究。在获得荧光微球良好浓度梯度图的基础上，本章进一步优化了实验条件，解决了金颗粒分布不均匀，其暗场图像背景噪音高的问题。最终得出在 2000 ms 的曝光时间下，在 APTMS 修饰的玻片上能够观察到单个的 18 nm 金颗粒的结论。此结论为用暗场显微镜观察单个纳米金颗粒的 LSPR 光谱提供了先决条件。 (2)金纳米颗粒的实时暗场光谱成像研究 建立一种新的成像技术，使其能在二维层面上实时的对多个处于运动状态的金属颗粒进行暗场成像和 LSPR 光谱分析。采用的方法是在暗场显微镜中加入一块具有分光作用的光栅，使金纳米颗粒所成的像能够显示出本身的零级条纹
4、和衍射出来的一级条纹，通过确定这两个条纹的位置以及强度即可得到该颗粒的 LSPR 光谱。并且实验发现同一个金纳米颗粒由溶液中的运动状态变为吸附在氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)修饰过的玻片上的静止状态时，其 LSPR 光谱数值会发生变化，这是因为金属纳米颗粒的 LSPR 光谱受环境变化的影响明显。因此该光学系统在获得多个颗粒暗场图像的同时还能得到其对应的 LSPR 光谱，并且能实时观察当颗粒所处的外界环境发生改变而引起的其 LSPR 光谱变化的过程以及跟踪颗粒的运动轨迹。 (3)金纳米棒的暗场光谱成像研究 金棒溶液中不可避免的会存在一定比例的球形金颗粒，且在对金棒研究时不能把其中存在的球形金颗
5、粒分离出来。采用在暗场显微镜电子耦合器件(CCD)前面加光栅这一光学装置能够得到金棒溶液中处于自由运动状态的单个颗粒的 LSPR 光谱。已知金纳米棒的 LSPR 特征峰与球形金颗粒的 LSPR 特征峰有明显的区别，因此通过确定颗粒的 LSPR 光谱就能区分出溶液中的金棒和球形金颗粒，为以后分离金棒溶液中的金颗粒提供前提条件。同时，该项技术的成功为分离科学领域提供了一项新的研究手段。正文内容金属纳米颗粒的局部表面等离子共振(LSPR)能显示出独特的光吸收和散射特性，如 LSPR 光谱易受颗粒形状和尺寸、所处环境、连接分子和随后的特异识别等因素的影响。正是因为金属纳米颗粒表面的任何细微变化都能引起
6、 LSPR 光谱的改变，其常被用于物理，化学和生物学领域的分析检测。其中，金纳米颗粒由于具有制备简单、易于修饰、稳定性和生物相容性好等优点而成为 LSPR 光谱应用研究的主要目标。近年来，随着高灵敏光谱和成像技术的发展，在单个细胞水平上和纳米尺度上实时原位考察单个金属纳米颗粒与周围环境及细胞的相互作用日益成为人们研究的热点。单个金属纳米颗粒的 LSPR 光谱研究通常采用暗场显微镜，但现有的暗场显微镜-光谱仪联用装置只能得到处于静止状态的单个金属纳米颗 LSPR 光谱和暗场图像，不能实现高通量检测以及对样品运动轨迹的实时跟踪，且造价昂贵。本文针对这一问题，结合透射光栅的光学性质和暗场显微镜的成像
7、原理，设计了一套新的、简便的光学装置，实现了能够在二维层面上实时的、动态、高通量地对金属纳米颗粒进行研究的成像技术。具体内容如下： (1)单个金纳米颗粒的证明实验-浓度梯度分析 为了研究暗场显微镜的灵敏度并且验证是否能在普通暗场显微镜下观察到单个 18 nm 金颗粒，本实验采用浓度梯度方法对其进行研究。在获得荧光微球良好浓度梯度图的基础上，本章进一步优化了实验条件，解决了金颗粒分布不均匀，其暗场图像背景噪音高的问题。最终得出在 2000 ms 的曝光时间下，在 APTMS 修饰的玻片上能够观察到单个的 18 nm 金颗粒的结论。此结论为用暗场显微镜观察单个纳米金颗粒的 LSPR 光谱提供了先决
8、条件。 (2)金纳米颗粒的实时暗场光谱成像研究 建立一种新的成像技术，使其能在二维层面上实时的对多个处于运动状态的金属颗粒进行暗场成像和 LSPR 光谱分析。采用的方法是在暗场显微镜中加入一块具有分光作用的光栅，使金纳米颗粒所成的像能够显示出本身的零级条纹和衍射出来的一级条纹，通过确定这两个条纹的位置以及强度即可得到该颗粒的 LSPR 光谱。并且实验发现同一个金纳米颗粒由溶液中的运动状态变为吸附在氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)修饰过的玻片上的静止状态时，其 LSPR 光谱数值会发生变化，这是因为金属纳米颗粒的 LSPR 光谱受环境变化的影响明显。因此该光学系统在获得多个颗粒暗场图像的同时还能
9、得到其对应的 LSPR 光谱，并且能实时观察当颗粒所处的外界环境发生改变而引起的其 LSPR 光谱变化的过程以及跟踪颗粒的运动轨迹。 (3)金纳米棒的暗场光谱成像研究 金棒溶液中不可避免的会存在一定比例的球形金颗粒，且在对金棒研究时不能把其中存在的球形金颗粒分离出来。采用在暗场显微镜电子耦合器件(CCD)前面加光栅这一光学装置能够得到金棒溶液中处于自由运动状态的单个颗粒的 LSPR 光谱。已知金纳米棒的 LSPR 特征峰与球形金颗粒的 LSPR 特征峰有明显的区别，因此通过确定颗粒的 LSPR 光谱就能区分出溶液中的金棒和球形金颗粒，为以后分离金棒溶液中的金颗粒提供前提条件。同时，该项技术的成
10、功为分离科学领域提供了一项新的研究手段。金属纳米颗粒的局部表面等离子共振(LSPR)能显示出独特的光吸收和散射特性，如 LSPR 光谱易受颗粒形状和尺寸、所处环境、连接分子和随后的特异识别等因素的影响。正是因为金属纳米颗粒表面的任何细微变化都能引起 LSPR 光谱的改变，其常被用于物理，化学和生物学领域的分析检测。其中，金纳米颗粒由于具有制备简单、易于修饰、稳定性和生物相容性好等优点而成为 LSPR 光谱应用研究的主要目标。近年来，随着高灵敏光谱和成像技术的发展，在单个细胞水平上和纳米尺度上实时原位考察单个金属纳米颗粒与周围环境及细胞的相互作用日益成为人们研究的热点。单个金属纳米颗粒的 LSP
11、R 光谱研究通常采用暗场显微镜，但现有的暗场显微镜-光谱仪联用装置只能得到处于静止状态的单个金属纳米颗 LSPR 光谱和暗场图像，不能实现高通量检测以及对样品运动轨迹的实时跟踪，且造价昂贵。本文针对这一问题，结合透射光栅的光学性质和暗场显微镜的成像原理，设计了一套新的、简便的光学装置，实现了能够在二维层面上实时的、动态、高通量地对金属纳米颗粒进行研究的成像技术。具体内容如下： (1)单个金纳米颗粒的证明实验-浓度梯度分析 为了研究暗场显微镜的灵敏度并且验证是否能在普通暗场显微镜下观察到单个 18 nm 金颗粒，本实验采用浓度梯度方法对其进行研究。在获得荧光微球良好浓度梯度图的基础上，本章进一步
12、优化了实验条件，解决了金颗粒分布不均匀，其暗场图像背景噪音高的问题。最终得出在 2000 ms 的曝光时间下，在 APTMS 修饰的玻片上能够观察到单个的 18 nm 金颗粒的结论。此结论为用暗场显微镜观察单个纳米金颗粒的 LSPR 光谱提供了先决条件。 (2)金纳米颗粒的实时暗场光谱成像研究 建立一种新的成像技术，使其能在二维层面上实时的对多个处于运动状态的金属颗粒进行暗场成像和 LSPR 光谱分析。采用的方法是在暗场显微镜中加入一块具有分光作用的光栅，使金纳米颗粒所成的像能够显示出本身的零级条纹和衍射出来的一级条纹，通过确定这两个条纹的位置以及强度即可得到该颗粒的LSPR 光谱。并且实验发
13、现同一个金纳米颗粒由溶液中的运动状态变为吸附在氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)修饰过的玻片上的静止状态时，其 LSPR 光谱数值会发生变化，这是因为金属纳米颗粒的 LSPR 光谱受环境变化的影响明显。因此该光学系统在获得多个颗粒暗场图像的同时还能得到其对应的 LSPR 光谱，并且能实时观察当颗粒所处的外界环境发生改变而引起的其 LSPR 光谱变化的过程以及跟踪颗粒的运动轨迹。 (3)金纳米棒的暗场光谱成像研究 金棒溶液中不可避免的会存在一定比例的球形金颗粒，且在对金棒研究时不能把其中存在的球形金颗粒分离出来。采用在暗场显微镜电子耦合器件(CCD)前面加光栅这一光学装置能够得到金棒溶液中处于自由
14、运动状态的单个颗粒的 LSPR 光谱。已知金纳米棒的 LSPR 特征峰与球形金颗粒的 LSPR 特征峰有明显的区别，因此通过确定颗粒的 LSPR 光谱就能区分出溶液中的金棒和球形金颗粒，为以后分离金棒溶液中的金颗粒提供前提条件。同时，该项技术的成功为分离科学领域提供了一项新的研究手段。金属纳米颗粒的局部表面等离子共振(LSPR)能显示出独特的光吸收和散射特性，如 LSPR 光谱易受颗粒形状和尺寸、所处环境、连接分子和随后的特异识别等因素的影响。正是因为金属纳米颗粒表面的任何细微变化都能引起 LSPR 光谱的改变，其常被用于物理，化学和生物学领域的分析检测。其中，金纳米颗粒由于具有制备简单、易于
15、修饰、稳定性和生物相容性好等优点而成为 LSPR 光谱应用研究的主要目标。近年来，随着高灵敏光谱和成像技术的发展，在单个细胞水平上和纳米尺度上实时原位考察单个金属纳米颗粒与周围环境及细胞的相互作用日益成为人们研究的热点。单个金属纳米颗粒的 LSPR 光谱研究通常采用暗场显微镜，但现有的暗场显微镜-光谱仪联用装置只能得到处于静止状态的单个金属纳米颗 LSPR 光谱和暗场图像，不能实现高通量检测以及对样品运动轨迹的实时跟踪，且造价昂贵。本文针对这一问题，结合透射光栅的光学性质和暗场显微镜的成像原理，设计了一套新的、简便的光学装置，实现了能够在二维层面上实时的、动态、高通量地对金属纳米颗粒进行研究的
16、成像技术。具体内容如下： (1)单个金纳米颗粒的证明实验-浓度梯度分析 为了研究暗场显微镜的灵敏度并且验证是否能在普通暗场显微镜下观察到单个 18 nm 金颗粒，本实验采用浓度梯度方法对其进行研究。在获得荧光微球良好浓度梯度图的基础上，本章进一步优化了实验条件，解决了金颗粒分布不均匀，其暗场图像背景噪音高的问题。最终得出在 2000 ms 的曝光时间下，在 APTMS 修饰的玻片上能够观察到单个的 18 nm 金颗粒的结论。此结论为用暗场显微镜观察单个纳米金颗粒的 LSPR 光谱提供了先决条件。 (2)金纳米颗粒的实时暗场光谱成像研究 建立一种新的成像技术，使其能在二维层面上实时的对多个处于运
17、动状态的金属颗粒进行暗场成像和 LSPR 光谱分析。采用的方法是在暗场显微镜中加入一块具有分光作用的光栅，使金纳米颗粒所成的像能够显示出本身的零级条纹和衍射出来的一级条纹，通过确定这两个条纹的位置以及强度即可得到该颗粒的LSPR 光谱。并且实验发现同一个金纳米颗粒由溶液中的运动状态变为吸附在氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)修饰过的玻片上的静止状态时，其 LSPR 光谱数值会发生变化，这是因为金属纳米颗粒的 LSPR 光谱受环境变化的影响明显。因此该光学系统在获得多个颗粒暗场图像的同时还能得到其对应的 LSPR 光谱，并且能实时观察当颗粒所处的外界环境发生改变而引起的其 LSPR 光谱变化的过程
18、以及跟踪颗粒的运动轨迹。 (3)金纳米棒的暗场光谱成像研究 金棒溶液中不可避免的会存在一定比例的球形金颗粒，且在对金棒研究时不能把其中存在的球形金颗粒分离出来。采用在暗场显微镜电子耦合器件(CCD)前面加光栅这一光学装置能够得到金棒溶液中处于自由运动状态的单个颗粒的 LSPR 光谱。已知金纳米棒的 LSPR 特征峰与球形金颗粒的 LSPR 特征峰有明显的区别，因此通过确定颗粒的 LSPR 光谱就能区分出溶液中的金棒和球形金颗粒，为以后分离金棒溶液中的金颗粒提供前提条件。同时，该项技术的成功为分离科学领域提供了一项新的研究手段。金属纳米颗粒的局部表面等离子共振(LSPR)能显示出独特的光吸收和散
19、射特性，如 LSPR 光谱易受颗粒形状和尺寸、所处环境、连接分子和随后的特异识别等因素的影响。正是因为金属纳米颗粒表面的任何细微变化都能引起 LSPR 光谱的改变，其常被用于物理，化学和生物学领域的分析检测。其中，金纳米颗粒由于具有制备简单、易于修饰、稳定性和生物相容性好等优点而成为 LSPR 光谱应用研究的主要目标。近年来，随着高灵敏光谱和成像技术的发展，在单个细胞水平上和纳米尺度上实时原位考察单个金属纳米颗粒与周围环境及细胞的相互作用日益成为人们研究的热点。单个金属纳米颗粒的 LSPR 光谱研究通常采用暗场显微镜，但现有的暗场显微镜-光谱仪联用装置只能得到处于静止状态的单个金属纳米颗 LS
20、PR 光谱和暗场图像，不能实现高通量检测以及对样品运动轨迹的实时跟踪，且造价昂贵。本文针对这一问题，结合透射光栅的光学性质和暗场显微镜的成像原理，设计了一套新的、简便的光学装置，实现了能够在二维层面上实时的、动态、高通量地对金属纳米颗粒进行研究的成像技术。具体内容如下： (1)单个金纳米颗粒的证明实验-浓度梯度分析 为了研究暗场显微镜的灵敏度并且验证是否能在普通暗场显微镜下观察到单个 18 nm 金颗粒，本实验采用浓度梯度方法对其进行研究。在获得荧光微球良好浓度梯度图的基础上，本章进一步优化了实验条件，解决了金颗粒分布不均匀，其暗场图像背景噪音高的问题。最终得出在 2000 ms 的曝光时间下
21、，在 APTMS 修饰的玻片上能够观察到单个的 18 nm 金颗粒的结论。此结论为用暗场显微镜观察单个纳米金颗粒的 LSPR 光谱提供了先决条件。 (2)金纳米颗粒的实时暗场光谱成像研究 建立一种新的成像技术，使其能在二维层面上实时的对多个处于运动状态的金属颗粒进行暗场成像和 LSPR 光谱分析。采用的方法是在暗场显微镜中加入一块具有分光作用的光栅，使金纳米颗粒所成的像能够显示出本身的零级条纹和衍射出来的一级条纹，通过确定这两个条纹的位置以及强度即可得到该颗粒的LSPR 光谱。并且实验发现同一个金纳米颗粒由溶液中的运动状态变为吸附在氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)修饰过的玻片上的静止状态时，其
22、 LSPR 光谱数值会发生变化，这是因为金属纳米颗粒的 LSPR 光谱受环境变化的影响明显。因此该光学系统在获得多个颗粒暗场图像的同时还能得到其对应的 LSPR 光谱，并且能实时观察当颗粒所处的外界环境发生改变而引起的其 LSPR 光谱变化的过程以及跟踪颗粒的运动轨迹。 (3)金纳米棒的暗场光谱成像研究 金棒溶液中不可避免的会存在一定比例的球形金颗粒，且在对金棒研究时不能把其中存在的球形金颗粒分离出来。采用在暗场显微镜电子耦合器件(CCD)前面加光栅这一光学装置能够得到金棒溶液中处于自由运动状态的单个颗粒的 LSPR 光谱。已知金纳米棒的 LSPR 特征峰与球形金颗粒的 LSPR 特征峰有明显
23、的区别，因此通过确定颗粒的 LSPR 光谱就能区分出溶液中的金棒和球形金颗粒，为以后分离金棒溶液中的金颗粒提供前提条件。同时，该项技术的成功为分离科学领域提供了一项新的研究手段。金属纳米颗粒的局部表面等离子共振(LSPR)能显示出独特的光吸收和散射特性，如 LSPR 光谱易受颗粒形状和尺寸、所处环境、连接分子和随后的特异识别等因素的影响。正是因为金属纳米颗粒表面的任何细微变化都能引起 LSPR 光谱的改变，其常被用于物理，化学和生物学领域的分析检测。其中，金纳米颗粒由于具有制备简单、易于修饰、稳定性和生物相容性好等优点而成为 LSPR 光谱应用研究的主要目标。近年来，随着高灵敏光谱和成像技术的
24、发展，在单个细胞水平上和纳米尺度上实时原位考察单个金属纳米颗粒与周围环境及细胞的相互作用日益成为人们研究的热点。单个金属纳米颗粒的 LSPR 光谱研究通常采用暗场显微镜，但现有的暗场显微镜-光谱仪联用装置只能得到处于静止状态的单个金属纳米颗 LSPR 光谱和暗场图像，不能实现高通量检测以及对样品运动轨迹的实时跟踪，且造价昂贵。本文针对这一问题，结合透射光栅的光学性质和暗场显微镜的成像原理，设计了一套新的、简便的光学装置，实现了能够在二维层面上实时的、动态、高通量地对金属纳米颗粒进行研究的成像技术。具体内容如下： (1)单个金纳米颗粒的证明实验-浓度梯度分析 为了研究暗场显微镜的灵敏度并且验证是
25、否能在普通暗场显微镜下观察到单个 18 nm 金颗粒，本实验采用浓度梯度方法对其进行研究。在获得荧光微球良好浓度梯度图的基础上，本章进一步优化了实验条件，解决了金颗粒分布不均匀，其暗场图像背景噪音高的问题。最终得出在 2000 ms 的曝光时间下，在 APTMS 修饰的玻片上能够观察到单个的 18 nm 金颗粒的结论。此结论为用暗场显微镜观察单个纳米金颗粒的 LSPR 光谱提供了先决条件。 (2)金纳米颗粒的实时暗场光谱成像研究 建立一种新的成像技术，使其能在二维层面上实时的对多个处于运动状态的金属颗粒进行暗场成像和 LSPR 光谱分析。采用的方法是在暗场显微镜中加入一块具有分光作用的光栅，使
26、金纳米颗粒所成的像能够显示出本身的零级条纹和衍射出来的一级条纹，通过确定这两个条纹的位置以及强度即可得到该颗粒的LSPR 光谱。并且实验发现同一个金纳米颗粒由溶液中的运动状态变为吸附在氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)修饰过的玻片上的静止状态时，其 LSPR 光谱数值会发生变化，这是因为金属纳米颗粒的 LSPR 光谱受环境变化的影响明显。因此该光学系统在获得多个颗粒暗场图像的同时还能得到其对应的 LSPR 光谱，并且能实时观察当颗粒所处的外界环境发生改变而引起的其 LSPR 光谱变化的过程以及跟踪颗粒的运动轨迹。 (3)金纳米棒的暗场光谱成像研究 金棒溶液中不可避免的会存在一定比例的球形金颗粒，
27、且在对金棒研究时不能把其中存在的球形金颗粒分离出来。采用在暗场显微镜电子耦合器件(CCD)前面加光栅这一光学装置能够得到金棒溶液中处于自由运动状态的单个颗粒的 LSPR 光谱。已知金纳米棒的 LSPR 特征峰与球形金颗粒的 LSPR 特征峰有明显的区别，因此通过确定颗粒的 LSPR 光谱就能区分出溶液中的金棒和球形金颗粒，为以后分离金棒溶液中的金颗粒提供前提条件。同时，该项技术的成功为分离科学领域提供了一项新的研究手段。金属纳米颗粒的局部表面等离子共振(LSPR)能显示出独特的光吸收和散射特性，如 LSPR 光谱易受颗粒形状和尺寸、所处环境、连接分子和随后的特异识别等因素的影响。正是因为金属纳
28、米颗粒表面的任何细微变化都能引起 LSPR 光谱的改变，其常被用于物理，化学和生物学领域的分析检测。其中，金纳米颗粒由于具有制备简单、易于修饰、稳定性和生物相容性好等优点而成为 LSPR 光谱应用研究的主要目标。近年来，随着高灵敏光谱和成像技术的发展，在单个细胞水平上和纳米尺度上实时原位考察单个金属纳米颗粒与周围环境及细胞的相互作用日益成为人们研究的热点。单个金属纳米颗粒的 LSPR 光谱研究通常采用暗场显微镜，但现有的暗场显微镜-光谱仪联用装置只能得到处于静止状态的单个金属纳米颗 LSPR 光谱和暗场图像，不能实现高通量检测以及对样品运动轨迹的实时跟踪，且造价昂贵。本文针对这一问题，结合透射
29、光栅的光学性质和暗场显微镜的成像原理，设计了一套新的、简便的光学装置，实现了能够在二维层面上实时的、动态、高通量地对金属纳米颗粒进行研究的成像技术。具体内容如下： (1)单个金纳米颗粒的证明实验-浓度梯度分析 为了研究暗场显微镜的灵敏度并且验证是否能在普通暗场显微镜下观察到单个 18 nm 金颗粒，本实验采用浓度梯度方法对其进行研究。在获得荧光微球良好浓度梯度图的基础上，本章进一步优化了实验条件，解决了金颗粒分布不均匀，其暗场图像背景噪音高的问题。最终得出在 2000 ms 的曝光时间下，在 APTMS 修饰的玻片上能够观察到单个的 18 nm 金颗粒的结论。此结论为用暗场显微镜观察单个纳米金
30、颗粒的 LSPR 光谱提供了先决条件。 (2)金纳米颗粒的实时暗场光谱成像研究 建立一种新的成像技术，使其能在二维层面上实时的对多个处于运动状态的金属颗粒进行暗场成像和 LSPR 光谱分析。采用的方法是在暗场显微镜中加入一块具有分光作用的光栅，使金纳米颗粒所成的像能够显示出本身的零级条纹和衍射出来的一级条纹，通过确定这两个条纹的位置以及强度即可得到该颗粒的LSPR 光谱。并且实验发现同一个金纳米颗粒由溶液中的运动状态变为吸附在氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)修饰过的玻片上的静止状态时，其 LSPR 光谱数值会发生变化，这是因为金属纳米颗粒的 LSPR 光谱受环境变化的影响明显。因此该光学系统在
31、获得多个颗粒暗场图像的同时还能得到其对应的 LSPR 光谱，并且能实时观察当颗粒所处的外界环境发生改变而引起的其 LSPR 光谱变化的过程以及跟踪颗粒的运动轨迹。 (3)金纳米棒的暗场光谱成像研究 金棒溶液中不可避免的会存在一定比例的球形金颗粒，且在对金棒研究时不能把其中存在的球形金颗粒分离出来。采用在暗场显微镜电子耦合器件(CCD)前面加光栅这一光学装置能够得到金棒溶液中处于自由运动状态的单个颗粒的 LSPR 光谱。已知金纳米棒的 LSPR 特征峰与球形金颗粒的 LSPR 特征峰有明显的区别，因此通过确定颗粒的 LSPR 光谱就能区分出溶液中的金棒和球形金颗粒，为以后分离金棒溶液中的金颗粒提
32、供前提条件。同时，该项技术的成功为分离科学领域提供了一项新的研究手段。金属纳米颗粒的局部表面等离子共振(LSPR)能显示出独特的光吸收和散射特性，如 LSPR 光谱易受颗粒形状和尺寸、所处环境、连接分子和随后的特异识别等因素的影响。正是因为金属纳米颗粒表面的任何细微变化都能引起 LSPR 光谱的改变，其常被用于物理，化学和生物学领域的分析检测。其中，金纳米颗粒由于具有制备简单、易于修饰、稳定性和生物相容性好等优点而成为 LSPR 光谱应用研究的主要目标。近年来，随着高灵敏光谱和成像技术的发展，在单个细胞水平上和纳米尺度上实时原位考察单个金属纳米颗粒与周围环境及细胞的相互作用日益成为人们研究的热
33、点。单个金属纳米颗粒的 LSPR 光谱研究通常采用暗场显微镜，但现有的暗场显微镜-光谱仪联用装置只能得到处于静止状态的单个金属纳米颗 LSPR 光谱和暗场图像，不能实现高通量检测以及对样品运动轨迹的实时跟踪，且造价昂贵。本文针对这一问题，结合透射光栅的光学性质和暗场显微镜的成像原理，设计了一套新的、简便的光学装置，实现了能够在二维层面上实时的、动态、高通量地对金属纳米颗粒进行研究的成像技术。具体内容如下： (1)单个金纳米颗粒的证明实验-浓度梯度分析 为了研究暗场显微镜的灵敏度并且验证是否能在普通暗场显微镜下观察到单个 18 nm 金颗粒，本实验采用浓度梯度方法对其进行研究。在获得荧光微球良好
34、浓度梯度图的基础上，本章进一步优化了实验条件，解决了金颗粒分布不均匀，其暗场图像背景噪音高的问题。最终得出在 2000 ms 的曝光时间下，在 APTMS 修饰的玻片上能够观察到单个的 18 nm 金颗粒的结论。此结论为用暗场显微镜观察单个纳米金颗粒的 LSPR 光谱提供了先决条件。 (2)金纳米颗粒的实时暗场光谱成像研究 建立一种新的成像技术，使其能在二维层面上实时的对多个处于运动状态的金属颗粒进行暗场成像和 LSPR 光谱分析。采用的方法是在暗场显微镜中加入一块具有分光作用的光栅，使金纳米颗粒所成的像能够显示出本身的零级条纹和衍射出来的一级条纹，通过确定这两个条纹的位置以及强度即可得到该颗
35、粒的LSPR 光谱。并且实验发现同一个金纳米颗粒由溶液中的运动状态变为吸附在氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)修饰过的玻片上的静止状态时，其 LSPR 光谱数值会发生变化，这是因为金属纳米颗粒的 LSPR 光谱受环境变化的影响明显。因此该光学系统在获得多个颗粒暗场图像的同时还能得到其对应的 LSPR 光谱，并且能实时观察当颗粒所处的外界环境发生改变而引起的其 LSPR 光谱变化的过程以及跟踪颗粒的运动轨迹。 (3)金纳米棒的暗场光谱成像研究 金棒溶液中不可避免的会存在一定比例的球形金颗粒，且在对金棒研究时不能把其中存在的球形金颗粒分离出来。采用在暗场显微镜电子耦合器件(CCD)前面加光栅这一光学
36、装置能够得到金棒溶液中处于自由运动状态的单个颗粒的 LSPR 光谱。已知金纳米棒的 LSPR 特征峰与球形金颗粒的 LSPR 特征峰有明显的区别，因此通过确定颗粒的 LSPR 光谱就能区分出溶液中的金棒和球形金颗粒，为以后分离金棒溶液中的金颗粒提供前提条件。同时，该项技术的成功为分离科学领域提供了一项新的研究手段。金属纳米颗粒的局部表面等离子共振(LSPR)能显示出独特的光吸收和散射特性，如 LSPR 光谱易受颗粒形状和尺寸、所处环境、连接分子和随后的特异识别等因素的影响。正是因为金属纳米颗粒表面的任何细微变化都能引起 LSPR 光谱的改变，其常被用于物理，化学和生物学领域的分析检测。其中，金
37、纳米颗粒由于具有制备简单、易于修饰、稳定性和生物相容性好等优点而成为 LSPR 光谱应用研究的主要目标。近年来，随着高灵敏光谱和成像技术的发展，在单个细胞水平上和纳米尺度上实时原位考察单个金属纳米颗粒与周围环境及细胞的相互作用日益成为人们研究的热点。单个金属纳米颗粒的 LSPR 光谱研究通常采用暗场显微镜，但现有的暗场显微镜-光谱仪联用装置只能得到处于静止状态的单个金属纳米颗 LSPR 光谱和暗场图像，不能实现高通量检测以及对样品运动轨迹的实时跟踪，且造价昂贵。本文针对这一问题，结合透射光栅的光学性质和暗场显微镜的成像原理，设计了一套新的、简便的光学装置，实现了能够在二维层面上实时的、动态、高
38、通量地对金属纳米颗粒进行研究的成像技术。具体内容如下： (1)单个金纳米颗粒的证明实验-浓度梯度分析 为了研究暗场显微镜的灵敏度并且验证是否能在普通暗场显微镜下观察到单个 18 nm 金颗粒，本实验采用浓度梯度方法对其进行研究。在获得荧光微球良好浓度梯度图的基础上，本章进一步优化了实验条件，解决了金颗粒分布不均匀，其暗场图像背景噪音高的问题。最终得出在 2000 ms 的曝光时间下，在 APTMS 修饰的玻片上能够观察到单个的 18 nm 金颗粒的结论。此结论为用暗场显微镜观察单个纳米金颗粒的 LSPR 光谱提供了先决条件。 (2)金纳米颗粒的实时暗场光谱成像研究 建立一种新的成像技术，使其能
39、在二维层面上实时的对多个处于运动状态的金属颗粒进行暗场成像和 LSPR 光谱分析。采用的方法是在暗场显微镜中加入一块具有分光作用的光栅，使金纳米颗粒所成的像能够显示出本身的零级条纹和衍射出来的一级条纹，通过确定这两个条纹的位置以及强度即可得到该颗粒的LSPR 光谱。并且实验发现同一个金纳米颗粒由溶液中的运动状态变为吸附在氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)修饰过的玻片上的静止状态时，其 LSPR 光谱数值会发生变化，这是因为金属纳米颗粒的 LSPR 光谱受环境变化的影响明显。因此该光学系统在获得多个颗粒暗场图像的同时还能得到其对应的 LSPR 光谱，并且能实时观察当颗粒所处的外界环境发生改变而引起
40、的其 LSPR 光谱变化的过程以及跟踪颗粒的运动轨迹。 (3)金纳米棒的暗场光谱成像研究 金棒溶液中不可避免的会存在一定比例的球形金颗粒，且在对金棒研究时不能把其中存在的球形金颗粒分离出来。采用在暗场显微镜电子耦合器件(CCD)前面加光栅这一光学装置能够得到金棒溶液中处于自由运动状态的单个颗粒的 LSPR 光谱。已知金纳米棒的 LSPR 特征峰与球形金颗粒的 LSPR 特征峰有明显的区别，因此通过确定颗粒的 LSPR 光谱就能区分出溶液中的金棒和球形金颗粒，为以后分离金棒溶液中的金颗粒提供前提条件。同时，该项技术的成功为分离科学领域提供了一项新的研究手段。金属纳米颗粒的局部表面等离子共振(LS
41、PR)能显示出独特的光吸收和散射特性，如 LSPR 光谱易受颗粒形状和尺寸、所处环境、连接分子和随后的特异识别等因素的影响。正是因为金属纳米颗粒表面的任何细微变化都能引起 LSPR 光谱的改变，其常被用于物理，化学和生物学领域的分析检测。其中，金纳米颗粒由于具有制备简单、易于修饰、稳定性和生物相容性好等优点而成为 LSPR 光谱应用研究的主要目标。近年来，随着高灵敏光谱和成像技术的发展，在单个细胞水平上和纳米尺度上实时原位考察单个金属纳米颗粒与周围环境及细胞的相互作用日益成为人们研究的热点。单个金属纳米颗粒的 LSPR 光谱研究通常采用暗场显微镜，但现有的暗场显微镜-光谱仪联用装置只能得到处于
42、静止状态的单个金属纳米颗 LSPR 光谱和暗场图像，不能实现高通量检测以及对样品运动轨迹的实时跟踪，且造价昂贵。本文针对这一问题，结合透射光栅的光学性质和暗场显微镜的成像原理，设计了一套新的、简便的光学装置，实现了能够在二维层面上实时的、动态、高通量地对金属纳米颗粒进行研究的成像技术。具体内容如下： (1)单个金纳米颗粒的证明实验-浓度梯度分析 为了研究暗场显微镜的灵敏度并且验证是否能在普通暗场显微镜下观察到单个 18 nm 金颗粒，本实验采用浓度梯度方法对其进行研究。在获得荧光微球良好浓度梯度图的基础上，本章进一步优化了实验条件，解决了金颗粒分布不均匀，其暗场图像背景噪音高的问题。最终得出在
43、 2000 ms 的曝光时间下，在 APTMS 修饰的玻片上能够观察到单个的 18 nm 金颗粒的结论。此结论为用暗场显微镜观察单个纳米金颗粒的 LSPR 光谱提供了先决条件。 (2)金纳米颗粒的实时暗场光谱成像研究 建立一种新的成像技术，使其能在二维层面上实时的对多个处于运动状态的金属颗粒进行暗场成像和 LSPR 光谱分析。采用的方法是在暗场显微镜中加入一块具有分光作用的光栅，使金纳米颗粒所成的像能够显示出本身的零级条纹和衍射出来的一级条纹，通过确定这两个条纹的位置以及强度即可得到该颗粒的LSPR 光谱。并且实验发现同一个金纳米颗粒由溶液中的运动状态变为吸附在氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)
44、修饰过的玻片上的静止状态时，其 LSPR 光谱数值会发生变化，这是因为金属纳米颗粒的 LSPR 光谱受环境变化的影响明显。因此该光学系统在获得多个颗粒暗场图像的同时还能得到其对应的 LSPR 光谱，并且能实时观察当颗粒所处的外界环境发生改变而引起的其 LSPR 光谱变化的过程以及跟踪颗粒的运动轨迹。 (3)金纳米棒的暗场光谱成像研究 金棒溶液中不可避免的会存在一定比例的球形金颗粒，且在对金棒研究时不能把其中存在的球形金颗粒分离出来。采用在暗场显微镜电子耦合器件(CCD)前面加光栅这一光学装置能够得到金棒溶液中处于自由运动状态的单个颗粒的 LSPR 光谱。已知金纳米棒的 LSPR 特征峰与球形金
45、颗粒的 LSPR 特征峰有明显的区别，因此通过确定颗粒的 LSPR 光谱就能区分出溶液中的金棒和球形金颗粒，为以后分离金棒溶液中的金颗粒提供前提条件。同时，该项技术的成功为分离科学领域提供了一项新的研究手段。金属纳米颗粒的局部表面等离子共振(LSPR)能显示出独特的光吸收和散射特性，如 LSPR 光谱易受颗粒形状和尺寸、所处环境、连接分子和随后的特异识别等因素的影响。正是因为金属纳米颗粒表面的任何细微变化都能引起 LSPR 光谱的改变，其常被用于物理，化学和生物学领域的分析检测。其中，金纳米颗粒由于具有制备简单、易于修饰、稳定性和生物相容性好等优点而成为 LSPR 光谱应用研究的主要目标。近年
46、来，随着高灵敏光谱和成像技术的发展，在单个细胞水平上和纳米尺度上实时原位考察单个金属纳米颗粒与周围环境及细胞的相互作用日益成为人们研究的热点。单个金属纳米颗粒的 LSPR 光谱研究通常采用暗场显微镜，但现有的暗场显微镜-光谱仪联用装置只能得到处于静止状态的单个金属纳米颗 LSPR 光谱和暗场图像，不能实现高通量检测以及对样品运动轨迹的实时跟踪，且造价昂贵。本文针对这一问题，结合透射光栅的光学性质和暗场显微镜的成像原理，设计了一套新的、简便的光学装置，实现了能够在二维层面上实时的、动态、高通量地对金属纳米颗粒进行研究的成像技术。具体内容如下： (1)单个金纳米颗粒的证明实验-浓度梯度分析 为了研
47、究暗场显微镜的灵敏度并且验证是否能在普通暗场显微镜下观察到单个 18 nm 金颗粒，本实验采用浓度梯度方法对其进行研究。在获得荧光微球良好浓度梯度图的基础上，本章进一步优化了实验条件，解决了金颗粒分布不均匀，其暗场图像背景噪音高的问题。最终得出在 2000 ms 的曝光时间下，在 APTMS 修饰的玻片上能够观察到单个的 18 nm 金颗粒的结论。此结论为用暗场显微镜观察单个纳米金颗粒的 LSPR 光谱提供了先决条件。 (2)金纳米颗粒的实时暗场光谱成像研究 建立一种新的成像技术，使其能在二维层面上实时的对多个处于运动状态的金属颗粒进行暗场成像和 LSPR 光谱分析。采用的方法是在暗场显微镜中
48、加入一块具有分光作用的光栅，使金纳米颗粒所成的像能够显示出本身的零级条纹和衍射出来的一级条纹，通过确定这两个条纹的位置以及强度即可得到该颗粒的LSPR 光谱。并且实验发现同一个金纳米颗粒由溶液中的运动状态变为吸附在氨丙基三甲氧基硅烷(APTMS)修饰过的玻片上的静止状态时，其 LSPR 光谱数值会发生变化，这是因为金属纳米颗粒的 LSPR 光谱受环境变化的影响明显。因此该光学系统在获得多个颗粒暗场图像的同时还能得到其对应的 LSPR 光谱，并且能实时观察当颗粒所处的外界环境发生改变而引起的其 LSPR 光谱变化的过程以及跟踪颗粒的运动轨迹。 (3)金纳米棒的暗场光谱成像研究 金棒溶液中不可避免
49、的会存在一定比例的球形金颗粒，且在对金棒研究时不能把其中存在的球形金颗粒分离出来。采用在暗场显微镜电子耦合器件(CCD)前面加光栅这一光学装置能够得到金棒溶液中处于自由运动状态的单个颗粒的 LSPR 光谱。已知金纳米棒的 LSPR 特征峰与球形金颗粒的 LSPR 特征峰有明显的区别，因此通过确定颗粒的 LSPR 光谱就能区分出溶液中的金棒和球形金颗粒，为以后分离金棒溶液中的金颗粒提供前提条件。同时，该项技术的成功为分离科学领域提供了一项新的研究手段。特别提醒 ：正文内容由 PDF 文件转码生成，如您电脑未有相应转换码，则无法显示正文内容，请您下载相应软件，下载地址为 http:/ 。如还不能显示，可以联系我 q q 1627550258 ，提供原格式文档。“垐垯櫃 换烫梯葺铑?endstreamendobj2x 滌?U 閩 AZ箾 FTP 鈦X 飼?狛P? 燚?琯嫼 b?袍*甒?颙嫯?4)=r 宵?i?j 彺帖 B3 锝檡骹笪 yLrQ#?0 鯖 l 壛枒l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l 壛枒 l
