以新型银胶为衬底的超低浓度R6G的拉曼光谱检测

利用柠檬酸钠还原硝酸银的原理,提出了一种微波加热制备银胶体粒子的新方法,得到了颗粒大小较均匀的灰色银胶体。以提纯后的银胶为表面增强拉曼散射衬底,研究了超低浓度染料大分子罗丹明6G分子的表面增强拉曼散射,得到浓度分别为10-12mol/L、10-13mol/L和10-14mol/L的罗丹明6G的表面增强拉曼散射光谱,初步实现了罗丹明6G的单分子检测,证明该新型银胶衬底有非常强的表面增强拉曼活性。同时根据表面增强拉曼散射“热点”的增强机理,分析了获得超低浓度R6G的表面增强拉曼光谱的原因。     

微波法制备银胶体及其在表面增强拉曼散射中的应用

本文提出了一种利用微波加热的原理,合成一种新型的银胶体溶液。该银胶具有高效的表面增强拉曼活性。以这种新型银胶体粒子作为活性衬底,测得的强荧光物质R6G的表面增强拉曼光谱,体现出荧光背景低,信噪比高的特点。通过两种不同方法制备的银胶体粒子的表面增强拉曼散射效果的比较,发现这种新型银胶纳米粒子通过聚集,形成更多的具有很强的提高样品表面增强拉曼散射强度作用的“热点”,从实验的角度验证了表面增强拉曼中的“热点”理论。     

以新型银胶为衬底小鼠血清的表面增强拉曼光谱分析

针对以新型银胶体粒子为表面增强拉曼衬底获得的高信噪比的小鼠血清的表面增强拉曼光谱进行了分析,对小鼠血清拉曼光谱进行了初步指认。文章首先根据银胶体粒子形貌及特性,从电磁场物理增强的角度,分析了表面增强拉曼散射中有关银胶体粒子聚集形成“热点”导致局部电场增强效应的作用机理,并依据“热点”理论的分析,认为这种新型银胶体粒子具有很强的局域电场增强效果。同时运用表面增强拉曼中“热点”的现象,解释了小鼠血清的表面增强拉曼光谱中出现的低含量成分的拉曼光谱现象。希望通过表面增强拉曼光谱,了解血清中某些低含量成分的微小变化,进而能够及时获得机体的状况。研究结果为如何获得高信噪比生物大分子的表面增强拉曼散射光谱,了解丰富的生物分子结构信息提供了一种新的方法,同时也为开拓医学上利用血清进行疾病的早期检测提供了一种分子光谱学手段。     

银纳米粒子与R6G分子间的电荷转移

本文通过吸收光谱、表面增强垃曼光谱、荧光光谱等手段研究了银纳米粒子与罗丹明6G（R6G）分子之间的相互作用,结果表明：银纳米粒子表面与R6G分子之间存在电荷转移效应。表现为吸收谱长波方向出现银粒子－R6G复合体的吸收带,R6G分子的拉曼振动模得到显著增强,而其荧光得到明显猝灭;AgN特征拉曼振动带的出现服银米粒子与R6G分子是通过银粒表面的活位与R6G分子中的氮原子配位形成复合体而发生电荷转移的。     

银纳米粒子修饰三维碳纳米管阵列SERS实验

为了使表面增强拉曼散射(SERS)基底的三维聚焦体积内包含更多的“热点”,能吸附更多探针分子和金属纳米颗粒,以便获得更强的拉曼光谱信号,提出了银纳米粒子修饰垂直排列的碳纳米管阵列三维复合结构作为SERS基底,并对其进行了实验研究。利用化学气相沉积(CVD)方法制备了垂直排列的碳纳米管阵列;采用磁控溅射镀膜方法先在碳纳米管阵列上形成一层银膜,再通过设置不同的高温退火温度,使不同粒径的银纳米粒子沉积在垂直有序排列碳纳米管阵列的表面和外壁。SEM结果表明：在有序碳纳米管阵列的表面和外壁都均匀地负载了大量银纳米粒子,并且银纳米颗粒的粒径、形貌及颗粒间的间距随退火温度的不同而不同。采用罗丹明6G(R6G)分子作为探针分子,拉曼实验结果表明：R6G浓度越高,拉曼强度越强,但是R6G浓度的增加与拉曼强度增强并不呈线性变化;退火温度为450 ℃,银纳米颗粒平均粒径在100～120 nm左右,退火温度为400 ℃,银纳米颗粒平均粒径在70 nm左右,退火温度为450 ℃的拉曼信号强度优于退火温度400和350 ℃。     

R6G单分子表面增强共振拉曼散射光谱探测研究

以共焦显微系统为平台,研究了不同浓度的R6G银溶胶的表面增强共振拉曼散射(SERRS)光谱, 结果表明不同浓度溶液中的R6G分子表现出了不同的光谱特性。在浓度为10-13mol·L-1的R6G银溶胶中 得到了R6G单分子的表面增强共振拉曼散射光谱,观察到了一些光谱非均匀变化现象,如谱色散、谱线的 强度起伏、拉曼谱的偏振化以及分子的闪烁等,并对这些现象进行了分析,证明得到的是R6G单分子的 SERRS光谱。文章还对单分子检测中的一些关键问题进行了分析与讨论,确定了单分子SERRS光谱检测的 适当条件。     

银纳米粒子阵列的自组装及其表面增强拉曼光谱应用

在以聚赖氨酸为表面耦联层分子的玻片基底制备了银纳米粒子阵列。ＳＥＭ表征结果表明,银粒子以亚单层的形式排列在基底表面。比较银溶胶和纳米粒子阵列的紫外可见光谱可见聚赖氨酸耦联层对银纳米粒子的粒径具有一定的选择性,甲基紫精在银纳米粒子阵列上的表面增强ＦＴ拉曼光谱表明在近红外区拉曼散射的表面增强主要来自于化学增强效应。     

罗丹明6G在银纳米线阵列上的SERS光谱研究

制备出有序、均匀的活性衬底一直足表面增强拉曼散射(SERS)研究中的关键.阳极氧化法制备的多孔氧化铝膜的结构有序、均匀,为纳米金属SERS基底的制备提供了模板.以沉积了银的多孔氧化铝组装体为衬底,研究了罗丹明6G(Rh6G)分子的表面增强拉曼散射光谱.结果表明,沉积了银的多孔氧化铝模板是很好的SERS衬底,Rh6G分子在此衬底上的SERS谱强度与银纳米线在表面的显露高度有关,而其拉曼频移未受表面状态的影响,而PO43-离子的存在使SERS强度得到很大提高.     

银溶胶的合成、表征及其表面增强拉曼散射特性研究

报道了一种简单的合成均匀、稳定的银溶胶的方法,通过透射电子显微镜(TEM)观察其形貌,并利用UV-Vis谱、XPS等手段对其进行表征,以罗丹明6G(R6G)作为探针分子研究在银溶胶纳米粒子上的表面增强拉曼效果,结果表明所合成的银溶胶具有较强的表面增强拉曼散射效果。     

基于密度泛函的伪麻黄碱拉曼光谱性质研究

研究伪麻黄碱的拉曼光谱和吸附在纳米银基底上的表面增强拉曼光谱(SERS),利用密度泛函理论B3LYP/6-311G++(d, p)方法对伪麻黄碱分子进行了计算，得到了分子构型信息和理论拉曼光谱，用Gaussview软件对分子振动模式进行了全面的归属，在伪麻黄碱的表面增强拉曼光谱中，采用了自组装方法获得了团簇银纳米表面增强基底，实现了很好的增强效应.实验结果表明：伪麻黄碱的拉曼光谱计算结果和实验结果基本一致，理论计算为伪麻黄碱分子振动峰位的归属提供了重要的依据，伪麻黄碱分子与银纳米表面化学吸附，苯环垂直于纳米基底表面，研究结果为伪麻黄碱的拉曼光谱检验分析提供了理论依据，也为苯丙胺类毒品的光谱分析研究提供了参考.     

Improved performances on surface‐enhanced Raman scattering based on electrochemically roughened gold substrates modified with SiO2 nanoparticles

In this work, we use electrochemical oxidation–reduction cycles (ORC) methods to prepare surface‐enhanced Raman scattering (SERS)‐active gold substrates modified with SiO₂ nanoparticles to improve the corresponding SERS performances. Based on the modified substrates, the SERS of Rhodamine 6G (R6G) exhibits a higher intensity by 3‐fold of magnitude, as compared with that of R6G adsorbed on a SERS‐active Au substrate without the modification of SiO₂ nanoparticles. Moreover, the SERS enhancement capabilities of the modified and the unmodified Au substrates are seriously destroyed at temperatures higher than 250 and 200 °C, respectively. These results indicate that the modification of SiO₂ nanoparticles can improve the thermal stability of SERS‐active substrates. The aging in SERS intensity is also depressed on this modified Au substrate due to the contribution of SiO₂ nanoparticles to SERS effects. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

金银复合体系表面增强拉曼光谱分离

采用传统自组装技术在硅片表面进行金银纳米粒子的复合组装.以吡啶为探针分子,利用金银在不同激发光线下增强效应的不同,研究了不同波长的激发光下纯金、银以及复合组装时体系的SERS效应.结果表明在金银同时组装时的增强效应强于金弱于银,同时还通过一系列校正以及差谱方法分离出金银共存时SERS中金的增强效应,并进行了相关分析,结果表明在金银同时组装的复合体系中,金银之间产生一定的耦合作用.     

水溶液银纳米晶聚集对表面增强拉曼散射的影响

由于贵金属纳米粒子独特的光学性质,基于衬底的贵金属纳米粒子薄膜表面增强拉曼散射技术在分子生物学和医学免疫分析等研究领域中显现出非常好的应用优势和潜力。本项研究工作应用柠檬酸纳作聚集剂诱导水溶液中对巯基苯甲酸修饰的Ag纳米粒子聚集,并应用以此形成的"热点"增强SERS光谱,获得了对巯基苯甲酸修饰的Ag纳米粒子聚集非常有效的4-MBA分子的SERS信号,为未来建立生物待测物的分析检测奠定前期基础。结果证明,水溶液中的Ag纳米粒子的聚集形成的"热点"具有非常好的SERS光谱增强效应。     

Surface enhanced Raman spectroscopy of carbon nanostructures

Surface enhanced Raman scattering (SERS) of diamond nanocrystals and fullerene was investigated. Ag and Au films were used as SERS-active agent. In the first series of experiments SERS were prepared with sputtered island metals on the nanoparticles surfaces. In the second one the nanoparticles were positioned on silver surface using laser acceleration method. SERS is a powerful method to analyze the light accelerated nanoparticles patterning for their spatial distribution and structure. The enhancement in Raman spectral intensity of graphite-like phases and blinking effect are observed. Additional bands due to selective enhancement from cluster surface with different arrangement are generated. For SERS of diamond crystal phase as well as for fullerenes the characteristic shift and asymmetry of Raman bands are also observed. The investigation can be of interest both for the understanding of carbon nanostructures’ physics and for their applications, especially for bio-detection, as well as for the studying of SERS mechanism.     

金纳米粒子组装体系的表面增强拉曼光谱特性研究——表面粒子密度与拉曼光谱强度的关系

利用纳米粒子组装制备了金基底———巯基苯胺自组装膜偶联层———金纳米粒子的“三明治”结构,研究了表面粒子密度与偶连层分子的拉曼光谱强度的关系。实验结果显示,该结构对偶连层分子的拉曼光谱有很好的增强效应,增强因子可达１０５。在表面粒子密度较低时,拉曼光谱强度与表面粒子密度曲线呈线形,随着表面粒子密度的增加,曲线出现负偏差并在粒子密度较高区域出现一个平台。     

溶液酸碱性对金纳米粒子在端基功能化单分子膜表面组装影响的SERS光谱研究

在4,4’-二硫联吡啶在Au表面形成自组装单分子层膜的基础上,采用表面增强拉曼散射光谱(SERS)研究了在不同pH值条件下金纳米粒子在4,4’-二硫联吡啶自组装单分子膜/Au体系表面的组装。研究结果表明,由于处于单分子膜表面的吡啶环中氮原子的质子化程度随溶液环境中pH值的变化而变化,使得金纳米粒子与单分子膜表面间的结合作用程度不同,由此会引起金纳米粒子在单分子膜表面的覆盖度存在差异,并最终导致所观测到的4-巯基吡啶自组装单分子膜的SERS光谱强度存在明显的差异。而且,令人感兴趣的是,所观测到的SERS谱峰强度随金纳米粒子组装时pH值的变化呈现出明显的规律性。结合分子结构特征的分析,初步阐明了SERS谱峰强度随pH值这一组装条件的改变而发生规律性变化的内在原因。     

不同Ag壳厚度Au@Ag纳米粒子的调控制备表征及表面增强拉曼光谱的效应

采用化学还原法制备了以Au为核、包覆Ag的双金属核壳Au@Ag纳米粒子,并成功地用于表面增强拉曼光谱(SERS)分析测试。通过改变制备液中Ag/Au的量比来调控Ag壳包覆厚度。采用透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱仪(UV-Vis)对Au@Ag纳米粒子的构貌进行表征。TEM显示明显存在核壳结构,且Ag壳层随Ag/Au的量比的增加而逐渐变厚;UV-Vis表明随着Ag/Au的量比的增加,Au@Ag纳米粒子出现了Au核与Ag壳吸收峰的2个等离子体共振峰,同时伴随着Au峰的蓝移和Ag峰的红移。以双甲脒为分析物,考察了不同Ag/Au的量比时的Au@Ag纳米粒子的SERS活性。结果表明,SERS活性随Ag/Au的量比的增加先增大后减小,在6∶5时其SERS增强效应最佳,此时Ag壳厚度约为6 nm。以对巯基苯胺(4-ATP)、结晶紫(CV)和双甲脒为分析测试对象,对比了Au@Ag、Ag、Au 3种基底的SERS活性。结果表明,所制备的Au@Ag纳米粒子的SERS活性要明显优于单纯的Au、Ag纳米粒子。     

AAO模板法制备CdS纳米微粒的SERS光谱研究

在自制的孔径约15nm多孔氧化铝模板上沉积银纳米粒子,然后用电化学方法在此衬底上沉积CdS纳米微粒。研究了CdS纳米阵列在457.5nm波长激光激发下的表面增强拉曼散射(SERS)性质。实验结果显示CdS的SERS信号有三个振动模式,分别对应1LO、2LO和3LO纵光学声子模,它们的强度随着作为SERS衬底的银纳米粒子高度的增加而增强,当银纳米粒子的长/径比(长度与直径的比值)达到4时,这种增强趋近饱和。最后对CdS纳米微粒光学声子模的增强机理进行了分析和讨论。     

银纳米粒子的SERS效应和SEF效应在微流控芯片光学检测中的应用

银纳米离子的SERS技术和SEF技术的信号检测灵敏度非常高,可以用在微流控芯片的定量分析中。为了提高微流控芯片光学检测技术的检测精度,提出一种在微通道中添加银纳米粒子来增强SYBR GreenⅠ拉曼和荧光信号的方法,并对该方法的原理和增强效果进行了研究。首先,利用准分子激光器在PMMA基板上直写刻蚀出宽200 μm、深68 μm的微通道,接着将制备的银前体溶液加入微通道,通过加热制备出表面增强拉曼（SERS）和表面增强荧光（SEF）基板,接下来对添加银纳米粒子前后的拉曼和荧光信号分别进行对比,进一步研究了微通道中不同浓度银纳米粒子对SYBR GREEN I的拉曼和荧光信号增强效果。添加银纳米粒子后,表面增强拉曼（SERS）实验的增强因子为3.5×10³,添加银纳米粒子的样品的荧光信号强度与不含银纳米粒子样品的荧光信号强度相比,约增加了1倍。结果表明,在微通道中检测SYBR Green I时通过增加银纳米粒子显著地增强了拉曼和荧光信号,这种方法可以用在以SYBR GreenⅠ做染料的微流控芯片检测技术中。     

Ag核Au壳复合纳米粒子为标记溶胶免疫检测的SERS研究

以种子生长法合成Ag核Au壳复合纳米粒子,苯硫酚分子(TP)在其表面的SERS增强随Au摩尔比例的增加呈现先增强后减弱的趋势,其最大增强为相应Ag纳米粒子的10倍。将标记分子TP,羊抗小鼠抗体固定在Ag核Au壳复合纳米粒子表面形成标记免疫溶胶,其与被基底捕获抗原分子发生免疫识别,通过TP分子的SERS信号进行免疫检测。