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表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)作为一种发展迅速的光谱分析技术,在物理、化学、医学、生物、公共安全、环境检测等社会生活的各个方面都有着越来越多的应用。由于金属纳米粒子的光学及电化学特性强烈依赖于其自身的尺寸和形貌,并且有尖锐边缘和枝角的金属纳米粒子对局域电介质环境的改变更加敏感,还会极大地增强周围的电场强度,因此枝角状金纳米结构(如金纳米星、金纳米花等)可以更好地应用于表面增强拉曼的研究。近年来已有不少小组报道了枝角状金纳米结构的制备方法及应用,也已经被广泛应用于细胞的SERS研究等领域。本文首先采用了种子介导生长法制备出形貌可控、单分散性良好且尺寸均一的金纳米星,然后,对制备得到的金纳米星进行了一系列的表面修饰,得到具有SERS活性的标记分子并研究了它们的SERS效应,最后,构建了一种连接抗体的金纳米星SERS探针,实现其在细胞成像及细胞区分中的应用研究。具体工作内容如下：1.首先采用修饰的种子介导法,用柠檬酸钠还原氯金酸(HAuCl4)的方法制备得到金种子备用,接着同时以柠檬酸钠和对苯二酚作为还原剂共同作用得到金纳米星。通过改变生长液中对苯二酚和HAuCl4的浓度以及金种子的体积,可控地制备出不同形貌和尺寸的金纳米星。同时还研究了对苯二酚,HAuCl4和金种子对金纳米星合成过程的影响,利用紫外-可见分光光度计和扫描电子显微镜(SEM)对制得的金纳米星的光学性质和表面形貌进行了表征,目的在于优化制备金纳米星的条件,得到单分散性好、形貌均一且直径均匀的金纳米星。2.然后在大规模制备出形貌均一且单分散性良好的金纳米星的基础上,依次在金纳米星表面包被拉曼信号染料尼罗兰(NBA)和稳定剂牛血清蛋白(BSA),最终得到生物相容性和稳定性均良好的具有SERS活性的标记分子,这些标记分子可成功应用于细胞的成像,如暗场成像以及荧光成像等。3.最后介绍了一种具有较高检测灵敏性的连接CD44抗体的金纳米星SERS探针的制备及应用,这种探针可与肿瘤细胞中多表达的位于细胞膜上的跨膜糖蛋白CD44更充分地结合,通过比较不同肺细胞结合的探针的多少,达到区分正常细胞与癌变细胞的目的。在制备的形貌均一且单分散性良好的金纳米星表面包裹保护剂和稳定剂,吸附拉曼信号染料4-巯基苯甲酸(4-MBA)产生拉曼信号,接着在相同的实验条件下对正常肺细胞和癌变细胞进行暗场成像和拉曼成像,分析得到最终的实验结果。这种新型SERS探针的构建对区分正常细胞和癌变细胞具有良好的应用前景,并且有望用于癌症的早期诊断和治疗。