基于功能化Fe3O4@Ag纳米粒子快速检测H92+的SERS方法

近年来,汞作为一种重要的污染物引起了人们的广泛关注.迄今为止,基于表面增强拉曼光谱（Surface-enhanced Raman scattering,SERS）的Hg²⁺检测方法因其在不同的检测方法中具有高灵敏度而备受关注.基于“turn-off”机制,我们合成出一种磁性Fe₃O₄@Ag（FA）纳米材料用于Hg²⁺的SERS检测.磁等离子体共振纳米颗粒结合了磁共振和等离子体共振特性,可用于高灵敏度和高选择性的汞离子的SERS检测.通过修饰带正电的聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDADMAC,PolyDADMAC,PDDA）层,Fe₃O₄@Ag表面吸附上带负电的甲基橙探针分子,在Hg²⁺存在的情况下,可以观察到SERS信号显著降低.由于Hg²⁺与Ag纳米颗粒会快速反应并在Ag纳米颗粒表面形成一层汞齐,从而影响了Ag纳米颗粒的表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）性能,导致电磁场强度的减弱;同时,这样也会导致Ag纳米颗粒的表面Zeta电位的降低,并且影响拉曼探针分子在其表面的吸附,从而进一步导致SERS信号的降低.因此,在含有Hg²⁺的情况下,SERS强度的降低主要归因于Hg²⁺与AgNPs的相互作用.通过我们的实验可以证明,基于“turn-off”机制检测Hg²⁺的方法的检测限可以低至10^-10 mol/L.本实验设计的SERS纳米传感器可用于快速检测环境中Hg²⁺,为构建重金属离子SERS纳米传感器提供了巨大的潜力.     

基于MOF@TiN-Ag/银溶胶复合基底的茶碱表面增强拉曼检测

以制备的MOF@TiN-Ag/银溶胶复合基底为表面增强拉曼光谱(SERS)活性基底，对茶碱进行SERS检测，探讨了基于该复合基底的表面增强拉曼技术在药物检测方面的应用。首先，利用电化学阳极氧化结合氨气还原氮化法制备了氮化钛纳米管阵列，随后通过电化学沉积法制备TiN-Ag复合基底，并在其表面原位生长金属有机框架(MOF)包覆层得到MOF@TiN-Ag复合基底，将茶碱与银溶胶混合后滴加在该复合基底上进行表面增强拉曼光谱检测。结果表明，MOF@TiN-Ag/银溶胶复合基底中存在面心立方晶型TiN、金属单质Ag和MOF钴基3种物相；扫描电镜结果显示，TiN纳米管排列整齐，Ag纳米结构呈树枝状均匀分散在其表面；作为隔绝层的MOF粒子形状规整，覆盖在TiN-Ag表面；银溶胶纳米粒子呈圆球状分布在MOF@TiN-Ag复合基底表面。由于银纳米粒子与TiN-Ag复合基底可发生协同增强作用，加之MOF的富集特性，使得该复合基底具有优异的SERS性能，其对茶碱溶液的SERS检出限为1×10^-5 mol/L，检测性能良好。所制备的MOF@TiNAg/银溶胶复合基底拓宽了SERS在药物检测...     

银纳米粒子簇的设计、 制备和表面增强拉曼光谱

通过匹配激光光斑直径与胶体微球的尺寸, 设计制备了银纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)基底, 并将其用于研究单个银纳米粒子簇的表面增强拉曼光谱. 在制备纳米粒子的过程中, 考察了等离子体刻蚀时间与银沉积厚度对“单”银纳米粒子结构与形貌的影响. 将吡啶、 巯基苯和罗丹明R6G作为SERS探针分子, 研究了其SERS效应, 通过荧光共振能量转移(FRET)机理, 实现了染料分子在单银纳米粒子簇上的SERS效应. SERS光谱测试与相关计算结果表明, 单个银纳米粒子簇的拉曼增强因子能够达到约10⁶.     

玻碳电极表面复合配位银电结晶机理研究

以具有实际应用价值的复合配位体系无氰镀银电解液为研究对象, 运用循环伏安和电位阶跃等实验方法, 结合 Scharifker-Hill 经典理论模型分析, 成功获得了Ag在玻碳电极（GCE）表面电沉积的成核机理及成核动力学参数, 并分析了温度对成核方式及成核动力学参数的影响. 结果表明, 该体系下Ag在GCE表面的电沉积是由扩散控制的不可逆过程, 遵循三维瞬时成核生长机理. 随着阶跃电位从-750 mV 负移至-825 mV, 峰值还原电流Im逐渐增大, 达到峰值还原电流所需时间tm逐渐缩短; 扩散系数D变化不大, 基本稳定在（7.61±0.34）×10^-5 cm²·s^-1; 成核密度数N₀则从3.26 ×10⁵ cm^-2提高至10.2×10⁵ cm^-2. 银沉积初期的形貌观察, 验证了其三维瞬时成核生长机理. 提高温度可以显著改善电解液中具备活性的银配位离子的扩散能力, 缩短成核时间, 提升成核密度数N0.     

波纹状银纳米线的制备及其SERS性能研究

首先通过传统的多元醇方法合成了表面光滑的银纳米线,然后利用Fe（NO₃）₃作为刻蚀剂在室温条件下对合成的银纳米线进行刻蚀得到了具有波纹状表面的银纳米线. 通过扫描电镜（SEM）分析表明：银纳米线的表面粗糙程度随着刻蚀剂量的增加而增加,但过量的刻蚀剂又会导致纳米线的断裂甚至形成球状颗粒;当刻蚀剂的量为100 μL时,获得了波纹状表面的银纳米线. 对结晶紫（CV）的表面增强拉曼光谱（SERS）结果表明,这种波纹状银纳米线的拉曼信号强度比表面光滑的银纳米线提高了约5倍,其检测限可低至10^-10 mol/L. 此外,这种优势还可以延伸到敏感性检测10^-9 mol/L的对巯基吡啶（4-Mpy）分子,可以作为一种普适、有效的SERS活性基底.     

含5-氟尿嘧啶的复合结构纳米颗粒的合成及其光谱研究

合成了包覆有5-氟尿嘧啶的银/二氧化硅复合结构纳米颗粒.用透射电子显微镜、红外光谱和拉曼光谱对合成的化合物进行了表征.讨论了药物分子在银表面的拉曼增强效应以及二氧化硅壳层对它的影响.     

两种卟啉化合物在Ag溶胶表面的紫外-可见吸收光谱和表面增强拉曼散射光谱研究

表面增强拉曼散射(SERS)自1974年被Fleischmann等^[1]发现以来,日益受到人们的重视.通过SERS谱图分析,可以获得物质结构及其与基体作用的信息.由于SERS可使拉曼信号增强10⁵~10⁶倍^[2],并且在某些情况下银胶还能使表面吸附质的荧光猝灭^[3,4], SERS常用来检测一些普通拉曼光谱难以检测的样品和考察界面络合物的形成.     

三明治结构纳米银/氧化石墨烯基底的制备及SERS性能

采用易操作且低成本的静电自组装方法, 在质子化的玻璃基片上, 通过交替沉积氧化石墨烯(GO) 和带正电荷的银纳米粒子(AgNPs) 获得少数层GO和AgNPs复合薄膜(AgNPs/GO). 采用紫外-可见光吸收光谱、 原子力显微镜和扫描电子显微镜对复合薄膜的生长和表面形貌进行了表征. 结果表明, 通过调控AgNPs 溶胶浓度和自组装循环次数, 可以获得AgNPs/GO/AgNPs 的三明治结构, 并在基底表面形成均匀的AgNPs 聚集体. 表面增强拉曼散射(SERS)研究结果表明, AgNPs/GO-4基底具有最佳的SERS性能, 其对罗丹明6G(R6G) 和结晶紫的平均拉曼增强因子分别为3.4×10⁸和1.3×10⁹, 对R6G的最低检测浓度约为10^-12 mol/L. 多层三明治结构和较小颗粒间距使得AgNPs层之间产生强烈的耦合作用, 并在GO片层间产生大量的“热点”, 显著提高SERS性能, 而少数层GO具有强吸附性, 有利于分子在基底中富集, 从而起到化学增强作用, 提高SERS灵敏度.     

超疏水性三维银纳米树SERS基底的制备及用于阿奇霉素检测

制备了一种超疏水性三维银纳米树表面增强拉曼散射(SERS)基底，利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDS)及X射线衍射(XRD)对三维银纳米树进行表征，利用接触角(CA)分析其疏水性能。以罗丹明B(RB)为拉曼探针进行条件优化，并考察阿奇霉素(AZM)在该基底上的SERS性能，发现该SERS基底对AZM具有较强的拉曼增强效应，在1.0×10^-11～1.0×10^-9 mol/L范围内，AZM浓度的对数值与拉曼峰强度I_SERS呈良好的线性关系，线性拟合方程为I_SERS=4098logc+47769(R²=0.987)，检出限为4 pmol/L。使用该方法检测AZM分散片、人血清及猪血清中的AZM，加标回收率在91.2%～118.1%之间，相对标准偏差为1.1%～6.2%。     

ITO上电沉积Pd的成核机理及电催化性质

采用循环伏安技术和计时电流技术, 研究了ITO上电沉积Pd的过程, 发现Pd在ITO表面的电沉积是过电位成核且为不可逆的扩散控制过程; 根据Cottrell方程计算得到[PdCl₄]^2-的扩散系数为2.19×10^-5 cm²/s; 根据Scharifker的理论模型, 归一化处理电流-时间曲线, 与理论成核曲线对照, 判断Pd 的成核机理. 通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)对Pd 的形貌进行分析, 讨论了沉积电位和沉积时间对Pd纳米粒子形貌的影响. 用X射线粉末衍射(XRD)对Pd纳米粒子进行结构分析, 并在0.5 mol/L H₂SO₄溶液中研究了其电化学性质及在碱性条件下乙醇分子的电催化性质.     

银/金纳米线阵列表面增强拉曼基底的制备及对孔雀石绿的高灵敏度检测

利用种子介导的软模板生长方法制备了金纳米线(Au NWs)阵列, 通过调节生长温度控制Au NWs阵列的形貌, 最后在经硼氢化钠(NaBH₄)清洗过的Au NWs阵列上化学沉积银纳米颗粒(Ag NPs), 制得银/金纳米线(Ag/Au NWs)阵列作为表面增强拉曼散射(SERS)基底. 选用罗丹明6G(R6G)作为拉曼探针分子测定了Ag/Au NWs阵列的SERS性能. 结果表明, Ag/Au NWs阵列作为SERS基底具有高灵敏度、 优异的信号均匀性和良好的稳定性. 使用Ag/Au NWs阵列对孔雀石绿(MG)检测的检出限可低至1×10^-8 mol/L, 线性范围为 1×10^-8~1×10^-4 mol/L. NaBH₄可以在不影响SERS性能的情况下去除Ag/Au NWs阵列上吸附的分子, 使得 SERS基底可以重复使用. 使用Ag/Au NWs阵列对湖水中的MG进行检测, 得到了可靠的回收率, 证明Ag/Au NWs 阵列在检测环境水体中的孔雀石绿上具有应用潜力.     

银纳米片在无纺布纤维上的可控组装及其SERS效应

以无纺布(NWF)为支撑基体, 采用两步化学合成法在NWF上原位构建了由间隙为20~110 nm Ag纳米片(AgNS)组装成的AgNS@NWF微纳结构. 扫描电子显微镜(SEM)分析表明, AgNS@NWF具有特殊的层级结构, 该结构可用于表面增强拉曼散射(SERS)研究. 实验结果表明, AgNS@NWF微纳结构具有良好的SERS灵敏度和优异的信号可重现性. 将罗丹明6G(R6G)作为SERS探针分子, 发现R6G的SERS特征峰强度的对数值与R6G水溶液的浓度对数值呈良好的线性关系, 最低检测限可达1×10^?10 mol/L, 表明AgNS@NWF微纳结构具有良好的SERS灵敏度; 当R6G水溶液的浓度为1×10^?5, 1×10^?6和1×10^?7 mol/L时, 610 cm^?1处谱带拉曼散射强度的相对标准偏差分别为3.57%, 3.67% 和8.46%, 优于或接近于以往研究, 表明AgNS@NWF微纳结构具有优异的信号可重现性. 将3-巯基丙酸和三聚氰胺作为SERS的检测分子, 最低检测限分别为1×10^?5和1×10^?6 mol/L. 本文为制备灵敏度高、 信号可重现性优异的SERS基底提供了一种简单、 快速、 成本低廉的方法, 在生物检测和环境监测中具有潜在的应用价值.     

Ag纳米粒子在TiO2四棱柱阵列上的可控生长及其SERS效应

采用水热法在导电玻璃FTO导电面上沉积TiO₂四棱柱阵列; 并以其为基体, 分别采用聚乙烯基吡咯 烷酮(PVP)还原Tollens试剂以及柠檬酸三钠(TSC)还原硝酸银溶液, 将Ag纳米粒子(AgNPs)沉积在TiO₂四棱柱阵列上形成TiO₂@AgNPs-PVP和TiO₂@AgNPs-TSC微纳结构作为表面增强拉曼散射(SERS)基底. 实验结果表明, Ag纳米粒子在TiO₂四棱柱阵列上的尺寸和分布可通过改变Tollens试剂的浓度和TSC还原硝酸银溶液的反应时间来调控, 进而优化基底的SERS灵敏度. TiO₂@AgNPs-PVP微纳结构对罗丹明6G(R6G)的检出限为10^-12 mol/L, 对低活性小分子三聚氰胺的检出限为0.01 mg/mL; TiO₂@AgNPs-TSC微纳结构对R6G的检出限为10^-10 mol/L, 对三聚氰胺的检出限为0.01 mg/mL. TiO₂@AgNPs-PVP和TiO₂@AgNPs-TSC微纳结构基底的SERS活性、 循环可回收性与还原剂种类紧密相关: 包覆在Ag纳米粒子上的PVP可以作为隔离层避免Ag纳米粒子直接接触, 防止电磁场耦合作用减弱, 增强基底的SERS活性; 同时, PVP是一种水性聚合物, 有较强的亲水性, 作为循环可回收SERS基底使用时, 吸附小分子物质清洗难度较大.     

Preparation of Large-area Controllable Patterned Silver Nanocrystals for High Sensitive and Stable Surface-enhanced Raman Spectroscopy

A novel and facile method for fabricating large-area patterned silver nanocrystals was introduced and the investigation on the high sensitive and stable surface-enhanced Raman spectroscopy(SERS) of the nanocrystals was carried out. Nanostructured silicon substrate was processed by laser interference and used as a template for growing silver nanocrystals via galvanic battery reaction method. The substrate with large area for violent chemical reaction was tailored into a nanocell array. The limited reaction area hindered the growth of silver nanocrystals and made their size uniform and controllable. The size and gaps of the nanocrystals could be controlled by template period and ratio, which were easily reproduced by laser interference. Taking 10^-8 to 10^-11 mol/L Rh6G for example, the optimized silver arrays exhibited great potential for ultrasensitive molecular sensing in terms of its high SERS enhancement ability, favorable stability, and excellent reproducibility.     

纳米Ag/TiO_(2)纳米管阵列基底构建及表面增强拉曼散射光谱检测与降解盐酸四环素北大核心CSCD

将阳极氧化与光还原法结合,在TiO_(2)纳米管阵列(TiO_(2)NTAs)表面修饰Ag纳米粒子,获得一种均匀有序、稳定性高且可循环的TiO_(2)NTAs/Ag活性基底。采用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、表面增强拉曼散射光谱(SERS)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对TiO_(2)NTAs/Ag的组成和结构进行了表征。进一步研究了该TiO_(2)-NTAs/Ag阵列对盐酸四环素(TC-HCl)的SERS响应,结果表明,该复合基底对TC-HCl具有较高的检测灵敏度,在水中检测限可达1×10^(−14) mol/L,而TiO_(2)-NTAs与Ag之间的协同效应对其检测性能的提高起着关键作用。此外,TiO_(2)NTAs/Ag基底在光照下对TC-HCl展示了优异的降解活性,且至少可循环使用8次。表明该TiO_(2)NTAs/Ag基底在环境中有机污染物的SERS检测和降解领域具有潜在的应用前景。     

Silver Nano Islands Enhanced Raman Scattering on Large Area Grating Substrates Fabricated by Two Beam Laser Interference

The authors preparedlarge area surface-enhanced Raman scattering(SERS) active substrates with tunable enhancement. First the large area gratings were fabricated by scanning a photoresist with two-beam laser interference and subsequently they were coated with silver nano islands via vacuum evaporation. SERS active metal island grating substrates with four different periods(300, 400, 515 and 600 nm) and Ag nano islands uniformly coated on an area of 2.5 cm×0.5 cm were obtained. The measured SERS spectra reveal the tuning effect of the period on the Raman signals period. The highest enhancement(ca. 10⁵) for Rhodamine 6G(R6G) as probing molecule is associated with a period of 515 nm due to the perfect matching of surface plasmons and Raman excitation line. A good reproducibility of SERS signals with almost the same SERS intensity at different spots was observed on all the larger area Ag island grating substrates.     

基于表面增强拉曼光谱技术对医疗美容产品中正壬酸香草酰胺的快速检测

以银纳米线为拉曼基底,运用表面增强拉曼光谱技术(SERS)建立了对发热剂中正壬酸香草酰胺的检测方法。采用简便有效的两步滴加多元醇法制备了具有SERS活性的银纳米线,利用扫描电镜和紫外-可见光谱仪对银纳米线进行了表征。对正壬酸香草酰胺进行了SERS研究并对正壬酸香草酰胺的SERS谱带进行了归属。正壬酸香草酰胺的质量浓度在1~1.0×10^-8mg/L范围内与其在1588 cm^-1处的SERS特征峰强度有良好的线性关系,方法的最低检出浓度可达0.66 pg/L。对样品进行前处理后,运用加标回收法考察其回收率。该方法可以用于发热剂中正壬酸香草酰胺的检测。     

Surface-enhanced Raman Scattering Technology Based on WO3 Film for Detection of VEGF

With the advancement of nanomaterials for surface-enhanced Raman scattering(SERS) detection, a deeper understanding of the chemical mechanism(CM) and further applications has been achieved. Herein, we prepared a porous tungsten trioxide(WO₃) film by the pulse electrodeposition method, and constructed a WO₃ film SERS aptasensor. With methylene blue(MB) as the adsorption molecule, the developed WO₃ film SERS aptasensor revealed remarkable Raman activity. Through experimental data and theoretical calculations, we found that the significant SERS enhancement[enhancement factor(EF)=1.5×10⁶] was due to the CM based on charge transfer and molecular resonance. Utilizing the Raman response of MB on the WO₃ film and specific aptamers, we successfully developed the aptamer sensor by covalently attaching the MB modified aptamer to the WO₃ film. The sensor realized the specific and sensitive determination of vascular endothelial growth factor(VEGF) with the detection limit down to 8.7 pg/mL. In addition, the developed aptasensor indicated the excellent selectivity among other interferences, such as metal ions, reactive oxygen species(ROS), and proteins. This WO₃ film SERS aptasensor not only contributed to the study of the enhancement mechanism of semiconductor material, but also provided a powerful platform for the sensitive detection of VEGF, possessing a great potential in the real-time monitoring of biomarkers of glioblastoma in vitro.     

Electrochemical synthesis and functionality evaluation of silver nanostructured layers

The functionality of silver nanostructures prepared by means of electrochemical deposition of silver into the pores of anodic alumina oxide (AAO) template was examined in correlation to electrodeposition conditions. The optical activity as well as the chemical separation ability of prepared nanostructured films was studied. The surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) performance was evaluated by the signals of rhodamine 6G, 4‐aminothiophenol and 2,7‐dichlorfluorescein. Nanostructured silver substrates showed moderate surface enhancement for Raman scattering from adsorbed molecules with the magnitude of about 26.9. Moreover, a novel separation/pre‐concentration function of the silver nanowire structures was indicated. The identification and position detection of the model compounds were realised with SERS. The separation of single chemical components from the two‐component mixture over the examined silver nanostructured films was sufficiently approved. The results obtained demonstrated the potential of the prepared substrate as a SERS detection and separation probe for further implementation to any instrumentation. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.