负电性纳米银溶胶SERS活性及稳定性的比较研究

用单宁还原硝酸银可制得表面带负电的、对阳离子型分子具有较强SERS效应的纳米银.为了进一步测试负电性纳米银溶胶的SERS活性及稳定性,在室温下用制针剂的封装机将样品(old NCS)封装并保存.两年后与新制备的负电性纳米银溶胶(new NCS)比较,用透射电镜观测发现old NCS与new NCS相比银粒子尺寸增大;用紫外可见吸收光谱测定old NCS的吸收峰为431 nm,new NCS的吸收峰为418 nm,old NCS与new NCS相比吸收峰发生红移.为比较old NCS及new NCS的SERS活性选取阳离子型分子、中性分子及阴离子型分子作为测试分子,用拉曼光谱仪测试这些分子在两种纳米银上的SERS谱,结果发现,阳离子型分子碱性品红、中性分子吖啶橙在old NCS及new NCS上SERS较强,阳离子型分子亚甲基蓝在oldNCS上与在new NCS上相比SERS较弱,阴离子型分子苯甲酸在old NCS及new NCS均未观察到SERS信号.     

正、负电性纳米银吸附阴、阳离子型分子的SERS比较

使用表面带负电的胶态纳米银,分别进行阴,阳离子型分子的SERS效应研究,并与表面带正电的胶态纳米银比较,当阳离子型分子盐酸副玫瑰苯胺吸附在正,负电性纳米银表面上时,后者SERS较强,当阴离子型分子吲哚丁酸分别吸附在这两种胶态纳米银上时,后者无SERS效应。     

电解法制备纳米银溶胶及其SERS活性研究

分别用柠檬酸三钠溶液、硝酸银和聚乙烯醇混合液作为电解液,用银棒作为电极,加上7 V直流电压,通电1 h,用电解方法得到了纳米银溶胶.为测试该纳米银溶胶是否具有表面增强拉曼散射1(SERS)活性,选用了阳离子型分子碱性品红(Fucllsine basic)、亚甲基蓝(Methylene blue),阴离子型分子苯甲酸(Benzoic acid),甲基橙(Methyl orange)、中性分子吖啶橙(Acidine orange)、苏丹红(Sudan red)作为测试分子,进行SERS研究,结果发现用两种电解液制备的纳米银都具有很强的SERS活性,但用硝酸银和聚乙烯醇混合液作为电解液制备的纳米银溶胶具有更广泛的SERS活性.在该方法制备的纳米银上,得到了在常规方法制备的胶态纳米银上及用柠檬酸三钠溶液作为电解液制备的纳米银上得不到的甲基橙分子的SERS谱,对可能的原因进行了讨论.     

微波加热法快速制备纳米银及其SERS活性研究

将一定浓度的硝酸银及柠檬酸三钠混合后,用微波加热法根据加热时间及加热方式的不同,制备出了5个纳米银溶胶样品.用电泳仪、吸收光谱、透射电镜对这5个样品进行了表征,发现加热时间短时,纳米银表面带正电,加热时间长时纳米银表面带负电,且加热时间长时吸收峰红移,纳米银尺寸增大.为测试该纳米银溶胶是否具有表面增强喇曼散射 (SERS)活性,选用了阳离子型分子碱性品红（Fuchsine basic ）、亚甲基蓝（Methylene blue）,阴离子型分子苯甲酸（Benzoic acid）,中性分子丫啶橙(Alcidine orange)、苏丹红(Sudan red)作为其SERS活性的测试分子,进行SERS研究.结果发现,所制备的纳米银除样品5对苏丹红分子无增强效应外,其余样品对所选分子都具有较好的增强效果.     

PNL分子在正、负电性纳米银上的吸附取向

制备了两种不同电性的纳米银粒子的脉体,发现当邻菲罗啉分子分别吸附在这两种纳米银上时,其表面增强喇曼谱有明显的不同.在正电性纳米银上,面外弯曲模式受到增强,而在负电性纳米银上,面内伸缩模式受到增强,通过分析增强谱的差异表明,分子在这两种不同电性胶态纳米银表面上可能分别以平躺及站立方式吸附.     

一种具有较强表面增强拉曼散射效应的纳米银的特性

对一种具有较强表面增强拉曼散射效应的纳米银 ,进行了透射式电镜、吸收谱及稳定性测定 ,发现按同一方法在不同时间制备的胶态纳米银粒度分布均匀 ,粒径均为 5nm ,吸收谱除在 43 0nm处有一吸收峰外 ,在 2 1 0nm处还有一尖锐的吸收峰 ,室温下放置 7个月后仍具有较强的SERS活性。     

用便携式拉曼光谱仪获取烟草花叶病毒的表面增强拉曼光谱

用微波加热方法制得胶态纳米银,以该纳米银为基底,用激发波长为785 nm的便携式拉曼光谱仪获得了烟草花叶病毒的表面增强拉曼光谱。将获得的烟草花叶病毒的SERS谱与文献对比,TMV的SERS谱的谱峰都来源于蛋白质及核酸,与TMV的核壳结构是一致的。     

碱性品红分子在正、负电性纳米银上的吸附取向

制备了两种不同电性的纳米银粒子的胶体,发现当碱性品红分子分别吸附的在这两种纳米银上时,其表面增强拉曼谱在谱线的强度及谱线数目上均有有明显的不同。在正电性纳米银上,主要是面内模式得到增强,且碱性品红特征峰的强度是I1589>I1524>I1371。而在负电性纳米银上,面内伸缩模式及面外弯曲模式均得到增强,且碱性品红特征峰的强度是I1588<I1520=I1371,通过分析增强谱的差异表明,分子在这两种不同电性胶态纳米银表面上可能分别以垂直及倾斜方式吸附。     

半胱氨酸作为耦联剂制备的纳米银膜上的SERS研究

在直流10V电压下电解聚乙烯醇和硝酸银的混合液3h制备纳米银胶,将经过半胱氨酸修饰后的载玻片浸入银胶24h制得纳米银膜。用紫外可见分光光度计对银胶进行了观测,由于其吸收峰半高宽较窄可知银胶中纳米银颗粒粒径分布较为均匀。同时,使用扫描电镜对银膜进行了表征。通过对半胱氨酸分子SERS信号的分析得出了纳米银粒子在玻璃表面上可能的组装方式。以结晶紫(Crystal Violet)和孔雀石绿(Malachite Green)作为探测分子,采用便携式拉曼光谱仪测得两种分子不同浓度下的SERS谱。发现该方法所制得的纳米银膜有很好的表面增强效果。最后分析了半胱氨酸分子SERS信号对探针分子光谱的影响。     

对巯基吡啶在纳米银上的SERS化学增强机理

以对巯基吡啶分子吸附在纳米银上的SERS光谱为研究对象,通过密度泛函理论计算和拉曼散射理论分析,详细地探讨了该分子的吸附结构、异构化、氢键作用和低能激发电荷转移态的性质,模拟了当该分子以不同结构吸附在银上的SERS光谱,研究了其吸附结构与SERS光谱之间的对应关系。理论结果也表明,在SERS增强机理研究中,分子与金属纳米结构和环境的作用是影响SERS光谱的主要影响因素。当激发光的能量与低能激发电荷转移态的能量匹配时,显著影响SERS光谱强度。     

Surface-enhanced Raman spectroscopy of morphine in silver colloid

We report the surface-enhanced Raman （SERS） spectra of morphine in silver colloid, and study the silver colloid enhanced effects on the Raman scattering of morphine. The Raman bands of morphine are assigned to certain molecule vibrations. The broad band in the long-wavelength region of the electronic absorption spectra of the sol with added adsorbent at certain concentrations has been explained in terms of the ag- gregation of the colloidal silver particles. The potential applications of SERS in quantitative measurement of the morphine samples are demonstrated. By using a proper Raman band of morphine, the detection limit of morphine in silver sol is found to be 1.5 ng/ml. The result suggests that it is of great significance to use SERS in illicit drug morphine inspection.     

Raman and SERS study of metoclopramide at different pH values

Conjugate acid–base forms of the drug metoclopramide were investigated by Raman spectroscopy in aqueous solutions and by surface‐enhanced Raman scattering (SERS), when the molecules were adsorbed on colloidal silver surfaces. Raman spectra were recorded at pH values below 8, metoclopramide being poorly water soluble at higher pH values. The SERS spectra of metoclopramide were recorded in the 3–11 pH range, even in spite of its low solubility at basic pH values. The Raman and SERS spectra were assigned by means of density functional theory (DFT) calculations. By monitoring several SERS marker bands, the protonated, neutral or the coexistence of both molecular species adsorbed on the colloidal silver particles could be evidenced. The adsorbate orientation was deduced to be perpendicular to the metal surface for the protonated molecular species and tilted for the neutral metoclopramide molecular species. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于SERS光谱的银溶胶溶液中腺嘌呤的定量分析

碱基是构成核酸的物质基础。碱基的含量分析对于生物体的生理活动及新陈代谢过程研究具有重要意义。本文利用表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术研究了腺嘌呤在相对稳定的银溶胶溶液中的SERS光谱信号强度与浓度的定量关系。研究表明添加聚合物作为稳定剂的银溶胶具有良好的稳定性。进一步研究表明, 在1×10-4~ 1×10-3mol ·L-1的浓度范围内, 以吡啶作为内标, 分析物腺嘌呤与内标物特征谱峰强度之比与腺嘌呤的浓度之间呈现良好的线性关系。     

温度对苯甲酸衍生物在银胶体系中的SERS的影响

本文报道了温度对银胶体系中的苯甲酸衍生物(PHBA,MHBA,SA)水溶液的表面增强拉曼散射(SERS)的影响。将苯甲酸衍生物水溶液与银溶胶混合后加热至沸腾,再冷却至室温(20℃左右)后测得SERS谱。将其与未加热混合液的SERS谱相比较发现这些分子加热前后的SERS谱中存在许多明显的差异。这种差异可能来自于苯甲酸衍生物在银胶颗粒表面的吸附方式的变化以及吸附的分子与溶液中残留的柠檬酸根在加热作用下发生的相互影响共同作用的结果。     

核黄素/银溶胶体系的吸收光谱和表面增强共振喇曼光谱

利用可见紫外吸收光谱和表面增强共振喇曼散射光谱(SERRS)研究了核黄素和银胶颗粒的相互作用。不仅有效地淬灭了黄素发色团的荧光干扰,而且还使其喇曼散射得到显著增强。对SERRS进行了分析和指认,SERRS结果揭示出,黄素发色团与银胶颗粒相互作用所形成的络合物,不同于与银离子所形成的络合物。利用这一方法还得到1000cm^-1以下的喇曼带,这些带多与发色团的环呼吸振动和C—H面外变型振动有关。 关键词：     

Experimental and theoretical Raman and surface‐enhanced Raman scattering study of cysteine

Raman spectra in solid and 1 M solution of L ‐cysteine and surface‐enhanced Raman scattering (SERS) spectra of this molecule in the zwitterionic form, by using colloidal silver nanoparticles, have been recorded. Density functional theory with the B3LYP functional was used for the optimizations of the ground state geometries and simulation of the vibrational spectrum of this amino acid. The SERS spectrum with a large silver cluster as a model metallic surface was simulated for the first time. Taking into account the experimental and calculated Raman and SERS vibrations and the corresponding assignments, as well as a comparison of force constants and geometrical parameters between the free zwitterion cysteine and the one in the presence of the colloidal silver nanoparticles, we can confirm the presence of gauche (P_H) and trans (P_N) rotamers in the solid state, the formation of a S S bond in the solution state, the dissociation of the peptide bond and mixing of rotamers because of the SERS effect, and the relative importance of the interaction of sulphyldryl, NH₃⁺, and carboxylate groups with the metallic surface. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

Surface‐enhanced Raman spectroscopy for quantitative measurement of lactic acid at physiological concentration in human serum

Lactic acid is a simple and effective indicator for estimating physiological function. Rapid and sensitive detection of lactic acid is very useful in clinical diagnosis. However, the concentration of lactic acid in the physiological state is too low to be detected using traditional Raman spectroscopy. We applied silver colloidal nanoparticles‐mediated surface‐enhanced Raman spectroscopy (SERS) for rapid identification and quantification of lactic acid. The standard SERS spectra of lactic acid were defined and the 1395 cm⁻¹ band intensity was used for quantification from 0.3 to 2 mM (R² = 0.99). In clinical blood sample measurement, the ultrafiltration (cutoff value 5 kDa) can efficiently reduce background fluorescence to improve SERS performance. We established identical and optimal procedure by adjusting reaction time and volume ratio of serum and nanoparticles to obtain high SERS reproducibility. Finally, we showed that silver colloidal nanoparticles‐mediated SERS technique was successfully applied to detect lactic acid at physiological concentrations in the blood. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

苯丙氨酸银溶胶表面增强拉曼光谱的研究

研究了银溶胶与L-苯丙氨酸溶液体系的表面增强拉曼光谱(SERS),增强效果明显,L-苯丙氨酸在银溶胶中的SERS光谱与苯丙氨酸固体常规拉曼光谱相比,主要峰位置基本一致,但某些峰发生了频移,相对强度也发生了一定变化。探讨了三种不同的激发光源对SERS光谱强度的影响。用不同光源测定,其SERS光谱图中各峰位置基本不变,但峰强度有明显变化。在实际工作中应根据需要选择合适的光源,一般情况下以514.42nm为佳。不同浓度的苯丙氨酸在银溶胶中产生的表面增强拉曼光谱有明显的差别,浓度太大或太小都不利于SERS光谱的产生,溶液浓度在1×10-3mol.L-1时SERS最强,增强效果最好。体系的pH对增强效应亦有较大的影响,在pH为8时增强效应最强,这是pH对银溶胶的凝聚状态和苯丙氨酸分子存在状态综合影响的结果。     

拉曼光谱法鉴定文物及艺术品中染料的研究进展

中国是丝绸之路的发源地,染色历史源远流长。文物及艺术品中的有机染料蕴含着制作年代、原料来源、染色工艺及保存状况等丰富的信息,但因染料成分复杂、含量低、易于降解,其鉴定一直是文物分析领域的难点。拉曼光谱作为一种指纹光谱在文物及艺术品中染料分析方面具有独特的优势。系统阐述了显微拉曼光谱法(MRS/μ-Raman)、近红外傅里叶变换拉曼光谱法(NIR-FT-Raman)、表面增强拉曼光谱法(SERS)、共振拉曼光谱(RRS)法的原理、特点、局限性以及在染料鉴定中的研究进展和发展方向;分类归纳总结出了黄栀子、姜黄等染料的拉曼光谱特性;对比分析了紫茜素在采用不同波长激光器激发下的荧光现象;介绍了以自制的灰绿色银胶颗粒为基底,联合薄层色谱(TLC)分离技术及SERS鉴定茜草中的色素,表明银溶胶微粒产生的表面增强效应可显著降低拉曼光谱荧光背底。指出拉曼光谱作为一种快速、便捷的结构定性测试手段在文物和艺术品染料分析中应用前景广阔,提出多种拉曼光谱技术相结合、拉曼光谱技术与分离技术相结合以及拉曼光谱技术与远距离传导技术相结合是拉曼光谱技术的发展趋势。