全内反射激励的表面增强拉曼光谱技术研究的任务书.docx

全内反射激励的表面增强拉曼光谱技术研究的任务书
任务书
一、任务背景
表面增强拉曼光谱（Surface-enhancedRamanscattering，SERS）技术是一种基于拉曼散射的分析方法，利用表面等离子体共振效应（SurfacePlasmonResonance，SPR）的作用，将分子随机散射的光芒增强，从而提高拉曼散射信号的强度，进而实现对目标分子的高灵敏定量分析。SERS技术具有分析速度快、灵敏度高、光学成像等优点，成为了化学、生物、医学等领域的重要研究手段。
近年来，全内反射激励的表面增强拉曼光谱（TotalInternalReflectionExcitationSurface-enhancedRamanScattering，TIRE-SERS）技术作为一种新兴利用紫外光激发金属纳米结构表面增强拉曼信号的方法得到了广泛的研究，最初的研究重点在于理解其光学机制及其优势，而目前已经应用于很多领域，例如生物医学、化学、环境保护等领域。TIRE-SERS技术在细胞与分子水平上进行高灵敏定量检测，特别是对表面化学和生物学过程的研究有着良好的潜力。
因此，本次研究将就TIRE-SERS技术的理论机制、方法建立、分析应用等方面开展全面的探究研究，以期达到对其应用提供更为深入的认识和更为广泛的应用。
二、研究内容和方法
2.1研究内容
本课题的主要研究内容如下：
（1）通过理论分析和实验比较，探究不同的纳米结构材料对TIRE-SERS效应的影响，并建立起TIRE-SERS技术的相关机理。
（2）研究TIRE-SERS技术在化学分析、生物医学和环境保护等领域的应用。
（3）对不同样品（如不同的细胞、分子等）进行TIRE-SERS分析，并与其他传统分析手段进行比较和验证。
2.2研究方法
（1）理论分析法：结合电磁场模拟、纳米结构设计、数值分析等手段，分析纳米结构和激发光对TIRE-SERS效应的影响，建立TIRE-SERS技术的理论机制和数学模型。
（2）实验方法：在实验室中搭建TIRE-SERS实验平台，选取不同的表面纳米结构材料，进行表面增强拉曼光谱分析，研究材料的异质性贡献和受激粒子数的影响，分析并建立TIRE-SERS技术的实验方法。
（3）应用研究法：通过对各种蛋白质和细胞、环境污染物等的TIRE-SERS分析，研究TIRE-SERS技术在化学、生物、环境保护等领域的应用价值。
三、研究意义
TIRE-SERS技术是一种新兴的表面增强拉曼光谱技术。本次研究将从理论分析、实验工艺和应用研究等方面，探究TIRE-SERS技术的机理和应用。对此的研究意义如下：
（1）在理论上，探究TIRE-SERS技术的机理，为完善其理论模型、提高其分析精度、拓宽其应用领域提供基础支撑和先进技术指导。
（2）在实验上，建立TIRE-SERS技术的实验方法，对不同样品进行分析，为TIRE-SERS技术的进一步研究和应用奠定基础。
（3）在应用研究方面，开发TIRE-SERS技术在化学、生物、环境保护等领域中的应用。为提高工业和生物医学的分析能力、改善环境保护提供技术支撑和方案路径。
四、研究计划
（1）第一年：熟悉TIRE-SERS原理和应用，并在材料选取、纳米结构搭建、激光源选择等方面开展研究；
（2）第二年：进行TIRE-SERS技术实验，先从单物质样品分析方面进行断点，最后到污染物样品的分析及其应用。
（3）第三年：总结和分析TIRE-SERS技术的研究成果，并根据研究结果和分析意义，探究新领域和新方向的应用。
五、研究经费
本次研究经费预算共计50万元，其中：
（1）设备购置经费10万元；
（2）物品采购经费5万元；
（3）技术服务费6万元；
（4）人员工资费及差旅费29万元。