离子液体中Fe电极界面结构的SERS光谱研究

采用高灵敏度的表面增强拉曼光谱(SERS)技术, 结合不同长度的探针分子, 通过电化学调控研究了Fe电极在离子液体中的表面增强因子、零电荷电位、界面吸附及界面双电层结构. 利用壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱(SHINERS)技术提高表面吸附物种的拉曼信号, 降低高浓度本体的信号干扰, 研究了1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIm]BF₄)离子液体本身在Au@SiO₂修饰的Fe电极表面的吸附行为. 结果表明,[BMIm]BF₄在Au@SiO₂修饰的Fe电极表面的吸附行为随电位变化而变化. 在-1.3 V以正区间, 咪唑阳离子以垂直吸附为主, 随电位负移逐渐倾斜甚至平躺吸附于电极表面; 当电位负至-2.3 V, 咪唑阳离子还原成卡宾. 再分别以不同分子长度的硫氰根(SCN^-)和4-氰基吡啶(4-CNPy)为探针分子, 发现SCN^-在[BMIm]BF₄中以N端吸附在纯Fe电极上, 三键频率随电位变化的速率, 即Stark系数为17 cm^-1/V; 4-CNPy以吡啶环上的N垂直吸附于Fe电极上, 频率保持不变, 即Stark系数接近零. 以上结果表明, 在离子液体中电极界面双电层与水体系的差别较大, 电位主要分布在电极紧密层中, 几乎无分散层存在. 此外, 还计算了[BMIm]BF₄中Fe电极的增强因子约为1.5×10².     

一氧化碳在硫修饰铂电极上的吸附与电氧化研究(英文)

吸附硫通常被认为是表面化学反应毒物,然而少量的硫能够增强铂的一氧化碳(CO)电氧化活性.本文利用常规电化学手段及表面增强拉曼光谱研究了CO在硫修饰的铂表面的电氧化.对于溶液中的CO,其在硫修饰铂电极上的起始氧化电位最多可以比非修饰电极负移超过300 mV,而且在硫覆盖度低于0.6的条件下电位负移量随覆盖度增加而增大.这一电催化活性的增强也受溶液pH值的影响.在低硫覆盖度(小于0.3)下,吸附态的CO电氧化峰值电位比非修饰铂电极负移约40 mV.然而,在高硫覆盖度下,其峰值电位比非修饰铂电极正移近30 mV.表面增强拉曼光谱显示共吸附硫使Pt—CO振动频率显著红移.作者认为这些结果是由于吸附硫弱化Pt—CO键及阻化CO在铂表面的移动引起的.     

含水离子液体/金属界面结构的SERS研究

利用表面增强拉曼光谱(SERS)研究了不同含水量下离子液体及水分子在银电极上随电位变化吸附方式的改变,通过水的O-H伸缩振动谱峰频率变化特征,详细探究了水在离子液体/电极界面上的存在形式及作用方式以及体系零电荷电位与水含量的关系.水含量较低时O-H伸缩振动的Stark系数值较低,随水含量的增加O-H伸缩振动的谱峰位置逐渐向高波数方向移动,同时O-H伸缩振动的Stark系数也逐渐增大,1molL-1[BMIM]Br水溶液中达到76cm-1V-1,且体系的零电荷电位正移,这些差异与水在离子液体中所形成氢键的程度及水分子的存在形式密切相关,在水的含量较低时水与离子液体阳离子通过氢键作用而存在于界面层中,当水的含量增加时,水分子间氢键的作用增强,水与电极表面直接作用的可能性增大.     

乙醇在粗糙铂电极上解离吸附与氧化的原位SERS研究

采用循环伏安法和原位表面增强拉曼光谱（SERS）研究了乙醇在粗糙铂电极上的吸附和氧化行为,获得了乙醇在粗糙铂电极上解离吸附的表面增强拉曼光谱.研究表明,在酸性介质中,乙醇能在粗糙铂电极上自发地解离出强吸附物种CO,在低波数区检测到桥式和线性吸附CO的铂碳键的伸缩振动信息;乙醇在粗糙铂电极上的氧化反应受扩散步骤控制;从分子水平初步证实乙醇的氧化是通过双途径机理进行的.     

碱性体系中金电极表面硫氰根离子的宽带和频光谱研究

本文使用宽带和频光谱研究不同电位下碱性溶液中多晶金电极表面硫氰根离子（SCN^-）的吸附行为. 在-1.1 V ~ 0.2 V（vs. SCE）,C-N伸缩振动的Stark斜率的变化表明,随着电位正移,SCN^-在金电极表面从N端吸附变为S端吸附. 在较正电位下,C-N伸缩振动具有Fano线型. 这是因为金的费米能级随电位的正移而降低,和频过程中金的电子跃迁方式从带内跃迁（sp→sp）变为带间跃迁（d→sp）,造成金基底与表面吸附SCN^-和频信号的相对相位改变. 实验表明,通过研究和频光谱线型随电位的变化可以获取电极表面电子能级相对位置的信息.     

铂电极上氰离子电化学行为的现场红外反射吸收光谱及电化学研究

本文用电化学方法和电化学调制现场FTIR光谱方法研究了CN~-/pt体系的行为。对0.5 mol L~(-1)NaCN+0.5mol L~(-1)NaF/pt体系, 在-0.8至1.0伏(相对饱和甘汞电极)电势区内, 可观测到四个红外吸收峰, 位置为2076、2087—2095, 2138和2170cm~(-1), 分别对应于溶液中的CN~-, 吸附态的CN~-, pt~(2+)-CN~-配合物及NCO~-。在此伏电势范围内, Pt电极上总存在吸附态的CN~-, 其吸收峰位随电势正移而移向高波数。当电势正于0.2伏时, 电极上发生了两种不可逆电化学反应, 分别生成Pt(CN)_2或Pt(CN)_4和NCO~-。当电势正于0.6伏时, NCO~-发生进一步的氧化反应, 生成CO_2和N_2气泡。     

铂钌电极上乙醇解离吸附与氧化行为的原位SERS研究

应用电化学循环伏安法和原位表面增强拉曼光谱研究了乙醇在Pt-Ru电极上的解离吸附与氧化行为,首次获得了酸性介质中乙醇在Pt-Ru电极上解离吸附的表面拉曼光谱.实验表明:乙醇在粗糙铂和Pt-Ru电极上均能自发地解离出强吸附中间体CO,而且在Pt-Ru电极上,强吸附中间体CO氧化的过电位比在粗糙铂电极上降低了约140mV.初步证实酸性介质中乙醇在Pt-Ru电极上的氧化遵从双途径机理.本研究结果说明,表面增强拉曼光谱技术能拓展到有实用价值的电催化体系.     

荧光动力学法测定痕量硫氰根离子的研究

本文利用痕量硫氰根离子对溴酸钾氧化罗丹明６Ｇ反应的抑制作用，建立了痕量硫氰根离子的荧光动力学检测方法。方法检测限０．４ｎｇ／ｍＬ。线性范围０．４－３２．０ｎｇ／ｍＬ。应用于吸烟人和非吸烟人唾液、湖水、血清中痕量硫氰根离子的测定，结果令人满意。     

镍电极表面吸附的苯并咪唑电化学SERS研究

利用电化学循环伏安和极化曲线,考察了镍电极在不同浓度苯并咪唑（BMIH）-乙腈体系的缓蚀效果. 结果表明,随着缓蚀剂BIMH浓度的增加,其氧化电位正移,且氧化电流降低,腐蚀电位正移. 调制电位下测试镍电极表面BMIH吸附的现场表面增强拉曼光谱（SERS）. 随电位正移,BIMH可在镍电极表面吸附成膜,与金属镍生成配合物,阻止镍电极的腐蚀. 并考察了不同浓度BIMH的成膜行为. 结果发现,0.001 mol·L^-1 BIMH即可在镍电极表面成膜,这表明非水乙腈体系的镍表面,BMIH有较佳的缓蚀效果.     

多晶铂电极表面硫吸附物种的原位表面增强拉曼光谱研究

本工作首次报道了在酸性或碱性电解质中高粗糙度多晶铂电极表面硫物种的吸附、电氧化过程的原位表面增强拉曼光谱研究.分别在两种情况下采集了粗糙铂电极的表面增强拉曼光谱:(a)循环伏安处理后控制一定电位(0.2V)下;(b)逐步控制不同电位.酸性电解质条件下,两种情况均观察到位于300cm-1的Pt—S振动.Pt—S键较强,阻止了氢在铂电极表面的吸附,需多次循环伏安处理才能完全将表面吸附的硫去除.同时还观察到位于470cm-1处的少量多聚S物种(S8或者其他类型).这些多聚S物种仅仅微弱地键合在铂电极的表面,可以容易地除去.在碱性电解质中,同样也在(a)和(b)情况下观察到位于310cm-1的Pt—S振动吸收.本工作了获得了有关硫在粗糙多晶铂电极表面吸附和电氧化重要信息,证明了原位表面增强拉曼光谱在研究铂表面的适用性.     

SERS标记纳米粒子用于免疫识别

激光拉曼光谱技术近年来已成为研究生物分子结构常用的光谱手段.尤其在研究水溶液中蛋白质的结构和构象方面发挥了重要作用.然而,常规拉曼光谱的信号强度很低,限制了其在各个领域中的应用.表面增强拉曼光谱(SERS)和表面增强共振拉曼光谱(SERRS)技术可使信号增强6～10个数量级,尤其是SERS技术已发展到检测单分子的水平,更为其在生物方面的应用开拓了新的局.     

Semi-quantitative trace analysis of nuclear fast red by surface enhanced resonance Raman scattering

The dye nuclear fast red has been detected and determined semi-quantitatively by means of surface enhanced resonance Raman scattering (SERRS) and surface enhanced Raman scattering (SERS), using laser exciting wavelengths of 514.5 and 632.8 nm, respectively, by employing a citrate-reduced silver colloid. A good linear correlation is observed for the dependence of the intensities of the SERRS bands at 989 cm⁻¹ (R=0.9897) and 1278 cm⁻¹ (R=0.9872) on dye concentration over the range 10⁻⁹ to 10⁻⁷ M, when using an exciting wavelength of 514.5 nm. At dye concentrations above 10⁻⁷ M, the concentration dependence of the SERRS signals is non-linear. This is almost certainly due to the coverage of the colloidal silver particles being in excess of a full monolayer of the dye. A linear correlation is also observed for the dependence of the intensities of the SERS bands at 989 cm⁻¹ (R=0.9739) and 1278 cm⁻¹ (R=0.9838) on the dye concentration over the range 10⁻⁸ to 10⁻⁶ M when using an exciting wavelength of 632.8 nm. Strong fluorescence prevented collection of resonance Raman scattering (RRS) spectra from powdered samples or aqueous solutions of the dye using an exciting wavelength of 514.5 nm, but weak bands were observed in the spectra obtained from both powdered and aqueous samples of the dye using an exciting wavelength of 632.8 nm. A study of the pH dependence of SERRS/SERS and UV–VIS absorption spectra revealed the presence of different ionisation states of the dye. The limits of detection for nuclear fast red by SERRS (514.5 nm), SERS (632.8 nm) and visible spectroscopy (535 nm) are 9, 89 and 1000 ng ml⁻¹, respectively.     

标记免疫双组分的SERS检测研究

以金膜为免疫检测的基底, 采用自组装技术(Self-assembled monolayer, SAM)将ω-巯基十六酸(16-MHA)修饰于金膜后与抗体结合成固相抗体, 在此基础上组装“固相抗体-待测抗原-标记免疫金溶胶”三明治复合体系. 采用不同标记分子苯硫酚(Thiophenol)和4,4'-联吡啶(4,4'-Bipyridine)分别标记不同的免疫金溶胶, 利用表面增强拉曼光谱(SERS)谱峰较窄且具有较强的分辨率及高灵敏度的特点, 通过对两种标记分子特征谱峰的判断识别所加入的两种抗原. 通过选择合适的标记分子和一定尺度的免疫溶胶, 标记免疫SERS检测的检测限可达到飞克级(1—100 fg/mL).     

拉曼光谱技术在现场快检分析领域中的应用

拉曼光谱技术以其操作简单、无损、快速、需样量少和适合含水体系分析等独特优势,加之表面增强拉曼散射技术的高灵敏特性,现已广泛应用于现场快检分析领域。该文从直接检测和间接检测两个方面,通过分析食品安全、刑事侦查、医药管理、环境监测等领域的典型示例,对拉曼光谱技术在现场快检领域中的应用及其研究进展进行了归纳总结,并展望了其在现场快检领域中的发展趋势。     

表面增强拉曼光谱在细菌耐药性评价方面的研究进展

细菌耐药性问题引发全球关注.表面增强拉曼光谱技术(SERS)凭借灵敏度高、检测速度快等优势在评价细菌耐药性应用方面备受关注.本文首先总结了与细菌耐药性评价相关的SERS基底及检测方法,然后对SERS光谱技术在耐药菌和敏感菌鉴定、细菌生物膜成膜性分析与评价及抗菌药物敏感性筛查方面的应用进行总结,最后对SERS技术在细菌检测方面的一些瓶颈问题展开了讨论.希望本文能为SERS技术在细菌耐药性评价方面的应用提供方法指导和思路借鉴.     

不同介质中甲醛在Aucore@Ptshell/Pt电极上氧化的原位SERS研究

应用化学还原法合成了Au_core@Pt_shell纳米粒子, 并用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散光谱(EDS)对其进行了表征; 采用电化学原位表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术研究了不同介质中甲醛在Au_core@Pt_shell/Pt电极上的电催化氧化行为, 获得了不同介质中甲醛在Au_core@Pt_shell/Pt电极上电催化氧化行为的原位SERS谱. 研究结果表明, 不论在酸性、中性还是碱性介质中, 甲醛均能在Au_core@Pt_shell/Pt电极上自发氧化解离出强吸附中间体CO, 只是在碱性介质中桥式吸附CO的比例明显增大, 且桥式吸附比线形吸附CO更易被氧化, 使CO在碱性介质中基本氧化完毕的电位比在中性及酸性介质中提前了约950 mV. 分子水平的研究结果表明, CO和甲醛在碱性介质中比在中性和酸性介质中更易被氧化.     

表面增强拉曼光谱技术在快速、灵敏检测食源性致病菌中的应用

食源性致病菌的快速、灵敏检测是食品和药品安全领域关注的重点.表面增强拉曼光谱(SERS)技术凭借其检测速度快、信息丰富、灵敏度高、无损等优势在食源性致病菌的快速、灵敏检测中受到广泛关注.本文从SERS检测基底材料入手,综述了液相基底、刚性固相基底、柔性固相基底等材料的特点和性能,并对其在致病菌快速、灵敏检测中的应用进行...