研究目的
通过制备具有可控取向的金纳米棒阵列条纹图案结构,开发一种结合宏观尺度超晶形态与多重应用特性的多功能平台,用于增强传感性能和细胞定向排列。
研究成果
该研究成功展示了具有可控取向的毫米级石墨烯纳米带(GNRs)条纹图案的制备,在表面增强拉曼散射(SERS)和电学传感应用中呈现出取向依赖性。垂直排列的GNRs能增强SERS信号,而水平排列的GNRs具有更高的电导率。此外,这些图案能有效定向排列哺乳动物细胞,为组织工程和生物传感提供潜在应用。该方法为多功能应用提供了通用平台,但需要仔细控制组装参数。
研究不足
该组装过程对长径比、浓度、湿度和表面化学等参数较为敏感,这可能会限制其可重复性。若不进行优化,该技术可能难以扩展至更复杂的图案或其他纳米材料。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用软光刻与蒸发自组装相结合的方法,在基底上制备具有可控取向的金纳米棒(GNRs)条纹图案,用于传感和细胞排列应用。理论模型涉及等离子体耦合与静电相互作用。
2:样本选择与数据来源:
通过种子介导生长法合成不同长径比(2.0、2.7、3.5、4.5)的GNRs?;装↖TO玻璃和普通载玻片。使用NIH-3T3成纤维细胞进行细胞排列研究。
3:5)的GNRs。基底包括ITO玻璃和普通载玻片。使用NIH-3T3成纤维细胞进行细胞排列研究。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括扫描电镜(FEI FP 2031/12 Inspect F50)、紫外-可见分光光度计(Varioscan Lux)、zeta电位分析仪(马尔文Zetasizer系列ZSP)、SERS系统(雷尼绍InVia Reflex)、电学测量仪器(安捷伦B1500A)、光学显微镜(奥林巴斯倒置显微镜)。材料包括氯金酸(HAuCl4)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、硼氢化钠(NaBH4)、油酸钠(NaOL)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、硫醇类化学试剂(如6-巯基己醇、16-巯基十六烷醇、胱胺)、ITO玻璃、硅片、SU-8树脂。
4:0)、紫外-可见分光光度计(Varioscan Lux)、zeta电位分析仪(马尔文Zetasizer系列ZSP)、SERS系统(雷尼绍InVia Reflex)、电学测量仪器(安捷伦B1500A)、光学显微镜(奥林巴斯倒置显微镜)。材料包括氯金酸(HAuCl4)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、硼氢化钠(NaBH4)、油酸钠(NaOL)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、硫醇类化学试剂(如6-巯基己醇、16-巯基十六烷醇、胱胺)、ITO玻璃、硅片、SU-8树脂。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:通过光刻技术在硅片母模上制备PDMS软模板。合成GNRs并修饰表面化学性质。将GNR悬浮液滴加至PDMS模具与基底形成的通道中,缓慢蒸发实现基底组装。采用SEM、紫外-可见光谱、zeta电位进行表征。进行SERS与电学测量。在图案化基底上接种细胞并观察黏附与排列情况。
5:数据分析方法:
通过SEM图像分析组装形貌,紫外-可见光谱表征GNRs,zeta电位分析表面电荷。测量并比较SERS强度。根据电流-电压曲线计算电导率。从显微图像测量细胞长径比。
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获取完整内容-
SEM
FP 2031/12 Inspect F50
FEI
Imaging the morphology of GNRs assemblies and cells
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Zeta potential analyzer
zetasizer series ZSP
Malvern
Measuring zeta potential of GNRs
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Electrical measurement instrument
B1500A
Agilent Technologies
Detecting electrical properties via current-voltage tests
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UV-Vis spectrophotometer
Varioscan Lux
Observing UV-Vis spectroscopy spectra of GNRs
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SERS system
InVia Reflex
Renishaw
Performing surface enhanced Raman scattering experiments
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Optical microscope
Olympus
Visualizing cells and monitoring GNRs flowing process
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