摘 要
等离子体纳米技术作为一种前沿的交叉学科领域，近年来在生物医学检测中展现出巨大潜力。本研究以提升生物医学检测灵敏度和特异性为目标，系统探讨了金属纳米颗粒表面等离子体共振（SPR）效应在分子识别、信号放大及实时监测中的应用机制。通过设计具有可控形貌与尺寸的金纳米颗粒和银纳米颗粒，并结合功能化表面修饰技术，实现了对多种生物标志物的高灵敏检测。研究采用有限元模拟方法优化纳米结构的光学性能，并结合实验验证了其在实际样本中的可行性。结果表明，基于等离子体纳米技术的传感器件能够显著提高检测限，最低可达皮摩尔级别，同时具备良好的选择性和稳定性。
关键词：等离子体纳米技术 表面等离子体共振 生物标志物检测
Abstract
As a frontier interdisciplinary field, plasma nanotechnology has shown great potential in biomedical testing in recent years. Based on the goal of improving the sensitivity and specificity of biomedical detection, the application mechanism of the surface plasmon resonance (SPR) effect of me tal nanoparticles in molecular recognition, signal amplification and real-time monitoring was systematically explored. By designing gold nanoparticles and silver nanoparticles with controllable morphology and size, combined with functionalized surface modification techniques, the highly sensitive detection of various biomarkers was achieved. We use finite element simulation to optimize the optical properties of nanostructures and combine experiments to verify their feasibility in real samples. The results show that the sensor parts based on plasma nanotechnology can significantly improve the detection limit, reach the lowest picomolar level, and have good selectivity and stability.
Keyword:Plasma Nanotechnology Surface Plasmon Resonance Biomarker Detection
目 录
1绪论 1
1.1等离子体纳米技术的研究背景 1
1.2生物医学检测中的技术需求 1
1.3国内外研究现状分析 1
1.4本文研究方法与创新点 2
2等离子体纳米技术的基本原理 2
2.1等离子体的物理特性 2
2.2纳米材料的制备与表征 3
2.3等离子体与纳米材料的结合机制 3
2.4等离子体增强效应的应用基础 4
2.5技术优化的关键问题 4
3等离子体纳米技术在生物传感中的应用 4
3.1生物传感的基本原理 5
3.2等离子体纳米传感器的设计与实现 5
3.3高灵敏度检测的技术路径 6
3.4特异性识别的分子机制 6
3.5应用案例分析与评价 6
4等离子体纳米技术在疾病诊断中的进展 7
4.1疾病标志物的检测需求 7
4.2等离子体纳米技术在癌症诊断中的应用 7
4.3在传染病快速检测中的优势 8
4.4多功能集成检测平台的开发 8
4.5当前挑战与未来方向 9
结论 9
参考文献 11
致谢 12
