贵金属纳米颗粒杂化囊泡的制备及拉曼增强效果研究

以超支化聚合物囊泡为模板制备了贵金属纳米颗粒表面功能化的杂化囊泡.模板囊泡通过多巴胺修饰的超支化聚醚HSP-DA在水中自组装形成.在碱性条件下,囊泡表面的多巴胺自聚合生成聚多巴胺,实现囊泡的交联.由于聚多巴胺具有强黏附特性,因此可以将HSP-PDA交联囊泡分别与Au纳米溶胶、Ag纳米溶胶直接混合,得到Au纳米颗粒或Ag纳米颗粒功能化的杂化囊泡.分别测定了2种杂化囊泡的拉曼光谱,发现杂化囊泡产生了明显的表面增强的拉曼光谱(SERS)信号,清晰显示了对应于囊泡模板分子的拉曼信号,表明可以通过SERS来原位检测囊泡的组成.Ag纳米颗粒杂化囊泡展示出更高的SERS灵敏度,可进一步作为探针检测水中浓度为10-7mol/L罗丹明6G分子,得到了显著增强的拉曼光谱,证明所制备的Ag纳米颗粒杂化囊泡可用于目标分子的痕量检测.     

表面增强拉曼光谱检测联苯胺

采用柠檬酸钠还原法制备了具有表面增强拉曼散射(SERS)活性的银纳米溶胶, 利用透射电子显微镜、 扫描电子显微镜和紫外-可见光谱仪对银纳米溶胶进行了表征. 对水相的联苯胺进行了SERS研究, 并对联苯胺的拉曼谱带进行了归属. 考察了团聚剂氯化镁的浓度对检测的影响, 发现随着氯化镁浓度的变大, SERS信号呈现出先增大后减弱的趋势, 即氯化镁的浓度存在一个最佳值, 此时联苯胺的检测限可达到10^-8 mol/L.     

小尺寸金石墨纳米颗粒的合成与表征

在表面增强拉曼光谱(SERS)的研究领域中,基于局域表面等离子体共振效应的等离子体SERS基底的制备成为过去几十年的研究热点。然而,通常开发的等离子体金属基底具有较差的稳定性和重现性。对于SERS而言,石墨烯类材料具有拉曼化学增强效应,除此之外,还具有分子富集、强的稳定性与荧光猝灭能力等优点,因此基于石墨金属复合纳米材料的SERS基底受到了研究人员的重视。我们利用化学气相沉积(CVD)法制备了小尺寸的金石墨核壳纳米颗粒(Au@G),其粒径约为17 nm。我们通过在Au NP上包覆介孔二氧化硅来控制Au@G的尺寸,同时还研究了包覆二氧化硅过程中,正硅酸乙酯(TEOS)的浓度对于石墨壳层形成的影响。结果表明当TEOS在一定浓度范围内,其浓度的降低有利于得到石墨化程度高的Au@G。进一步利用Au@G对结晶紫分子进行拉曼检测,也表明了Au@G具有较好的拉曼增强效果。这种小尺寸的Au@G在分子检测与细胞成像分析领域中具有广泛的应用潜力。     

组蛋白乙酰化的耦合增强拉曼散射生物传感方法

提出了一种组蛋白乙酰化修饰检测的耦合增强拉曼散射生物传感新方法. 该方法以金纳米粒子为表面增强拉曼散射(SERS)基底, 表面修饰乙酰化组蛋白H3多肽为识别探针, 对甲氧基苯硫酚(4-MTP)为拉曼标记物, 制备了组蛋白乙酰化修饰检测的SERS纳米探针. 通过紫外可见吸收光谱与动态光散射分析, 证实了组蛋白乙酰化抗体可介导SERS纳米粒子发生可控组装与聚集, 使SERS纳米探针间发生局域电场共振耦合, 产生显著增强的SERS信号. 基于此, 通过待测抗原与SERS纳米探针对抗体的竞争性相互作用, 我们设计了组蛋白乙酰化修饰检测的竞争免疫SERS生物传感方法. 该法操作简便、快速、重现性好, 且裸眼即能进行可视化鉴定. 通过设计不同染料标记的SERS纳米探针, 该法有望实现多种组蛋白修饰的复合检测.     

基于双面透明胶带/AuNPs基底的表面增强拉曼光谱检测烟草中仲丁灵

通过粘贴和剥离手段,将金纳米（AuNPs）溶胶固定在透明双面胶带表面,用于柔性表面增强拉曼光谱（SERS）基底的制备。结合便携式拉曼光谱仪,利用仲丁灵在AuNPs溶胶表面的吸附放大其拉曼信号,实现了仲丁灵的高灵敏检测。结合分散液液微萃取技术处理烟草样品,在消除干扰的同时,提升仲丁灵的检测灵敏度。结果表明,SERS技术对烟草中仲丁灵的检出限为20μg/kg。方法可实现烟草中仲丁灵农药残留的快速测定。     

Au-Ag合金纳米粒子制备及其表面增强拉曼光谱研究

首先采用柠檬酸钠法制得Au-Ag合金纳米种子, 然后采用盐酸羟胺生长法得到不同组成的Au-Ag合金纳米粒子. 在其UV-Vis光谱中只观察到一个位于单金属银和金之间的等离子体共振峰, 表明Au-Ag合金纳米粒子已经形成. TEM结果表明, 合金纳米粒子的粒径约为60 nm, 且颜色均一, 没有明显的核壳结构. 用苯硫酚(TP)作为探针分子研究了合金纳米粒子的表面增强拉曼光谱(SERS). 结果表明, SERS强度与合金纳米粒子的组成和尺寸有关. 当纳米粒子粒径一定时, 除Au25Ag75外, 随着金的增加SERS强度增强. Au25Ag75的粒径比Ag小, 导致SERS强度比Ag低. Au50Ag50和Au75Ag25加入TP分子后, 其聚集方式与Au相似, 等离子体共振峰逐渐靠近1064 nm, 金含量较高时, TP的SERS归于聚集体的等离子体共振增强的贡献.     

用于低浓度三聚氰胺选择性检测的铝/银纳米传感器的组装及其SERS性能

通过置换法在铝板上快速制备了一种即插即用型的Al/Ag纳米表面增强拉曼光谱(SERS)活性基底。结果表明该SERS基底较好地解决了银纳米颗粒在支撑物质上的吸附问题,能够快速实现对三聚氰胺的检测,而且具有操作简单、成本低、无损伤检测等优点,最低检测浓度能达到10^-7 mol·L^-1,满足国家食品安全要求的最低标准。另外,Al/Ag活性基底对三聚氰胺检测具有较高的拉曼测试重现性,连续测定15 h的过程中拉曼强度波动不大;且该Al/Ag活性基底能够在三乙醇胺、N,N-二甲基甲酰胺和1,2-丙二胺等胺类物质中实现对三聚氰胺的选择性检测。     

介孔SiO_2薄膜增敏SERS基底在消逝波激励下的特性表征

采用溶胶-凝胶分子模板法在50 nm厚金膜表面制备约40 nm厚介孔二氧化硅(MPS)薄膜,然后在MPS薄膜表面静电自组装金纳米粒子(GNP)单层膜,形成的多层膜结构用作表面增强拉曼散射(SERS)基底.利用扫描电镜观测到MPS薄膜具有表面开口多孔结构,有助于小分子向薄膜内快速扩散.基于时域有限差分(FDTD)方法对电场分布的仿真结果指出,在表面等离子体共振(SPR)条件下分布于金膜与GNP之间的消逝场显著增强.由于空间重叠,该增强场能够高效激发MPS内富集的小分子拉曼信号,产生的拉曼信号还可免受金属作用的干扰.利用Kretschmann结构和尼罗蓝(NB)拉曼活性分子测试了Au/MPS/GNP基底在785 nm激发波长下的SERS效果,并与Au/GNP基底进行了比较.结果表明,在SPR条件下,Au/MPS/GNP基底能够导致较强的定向和背向拉曼信号,而且在586 cm-1处的背向拉曼信号强度是Au/GNP基底的40倍,这归功于MPS薄膜.进一步测试表明背向拉曼信号强度与NB浓度成正相关.这意味着Au/MPS/GNP基底具有良好的半定量检测本领.     

磁性Fe_2O_3/Au/Ag复合纳米粒子的制备及其富集作用研究

利用种子生长法制备了磁性Fe2O3/Au/Ag复合纳米粒子,采用UV-vis和SEM对其光学性质以及表面结构的变化进行了表征.通过调节硝酸银的用量,制备了一系列具有不同Ag壳层厚度和表面结构的双金属外壳纳米粒子.以苯硫酚(TP)为探针分子,研究了不同Ag壳厚度的磁性纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)活性.结果表明其SERS活性与表面结构的改变有关,在同时出现Ag和Au光学性质的Fe2O3/Au/Ag复合纳米粒子表面可观察到最强的SERS效应,这与表面的针孔效应以及Ag和Au之间的耦合增强作用有关.考察了Fe2O3/Au/Ag复合纳米粒子的磁富集作用,并利用SERS原位监测磁富集溶液中低浓度TP的能力,研究结果表明通过磁富集可提高SERS检测限,并且Fe2O3/Au/Ag的磁富集能力较Fe2O3/Au弱,但前者SERS信号较强.     

介孔SiO2薄膜增敏SERS基底在消逝波激励下的特性表征

采用溶胶-凝胶分子模板法在50 nm 厚金膜表面制备约40 nm 厚介孔二氧化硅(MPS)薄膜, 然后在MPS薄膜表面静电自组装金纳米粒子(GNP)单层膜, 形成的多层膜结构用作表面增强拉曼散射(SERS)基底.利用扫描电镜观测到MPS薄膜具有表面开口多孔结构, 有助于小分子向薄膜内快速扩散. 基于时域有限差分(FDTD)方法对电场分布的仿真结果指出, 在表面等离子体共振(SPR)条件下分布于金膜与GNP之间的消逝场显著增强. 由于空间重叠, 该增强场能够高效激发MPS内富集的小分子拉曼信号, 产生的拉曼信号还可免受金属作用的干扰. 利用Kretschmann 结构和尼罗蓝(NB)拉曼活性分子测试了Au/MPS/GNP基底在785 nm激发波长下的SERS效果, 并与Au/GNP基底进行了比较. 结果表明, 在SPR条件下, Au/MPS/GNP基底能够导致较强的定向和背向拉曼信号, 而且在586 cm^-1处的背向拉曼信号强度是Au/GNP基底的40 倍, 这归功于MPS薄膜. 进一步测试表明背向拉曼信号强度与NB浓度成正相关. 这意味着Au/MPS/GNP基底具有良好的半定量检测本领.     

Fe3O4@Au核-壳纳米复合材料的制备及对农药福美双的SERS检测研究

首先采用热分解法制备了Fe₃O₄纳米材料, 再将其作为磁性核, 分别采用种子沉积法和种子介导生长法制备了Fe₃O₄-Au核-卫星纳米复合材料和Fe₃O₄@Au核-壳纳米复合材料, 并对其形貌和性能进行了表征分析. 结果表明, 所制备的Fe₃O₄-Au核-卫星和Fe₃O₄@Au核-壳纳米复合材料粒径均匀, Au纳米颗粒均匀沉积/包覆在Fe₃O₄纳米材料表面, 且样品均具有良好的磁响应性. 使用4-氨基苯硫酚(4-ATP)作为拉曼探针分子, 对比了这两种纳米复合材料作为SERS基底时的拉曼信号增强效果. 结果显示, Fe₃O₄@Au核-壳纳米复合材料是更优秀的SERS基底, 且该SERS基底具有良好的信号再现性. 最后, 使用Fe₃O₄@Au核-壳纳米复合材料作为SERS基底, 成功地在苹果皮上检测出残留福美双的SERS信号.     

运用金-银核壳结构纳米棒的表面增强拉曼效应检测超痕量葡萄糖

运用种子生长法合成金纳米棒溶胶,再经过化学还原法合成金-银核壳纳米棒溶胶作为表面增强拉曼活性基底。该基底可以检测低至10-18mol/L的罗丹明6G,其增强因子高达1011,具有优异的SERS增强效果。利用此基底的表面增强拉曼散射效应检测10-14~10-8mol/L的葡萄糖,并得到表面增强拉曼信号强度与相应葡萄糖浓度的工作曲线。实验结果表明,该基底在葡萄糖的检测及半定量分析方面具有良好的潜在应用前景。     

金核银壳纳米粒子薄膜的制备及SERS活性研究

采用柠檬酸化学还原法制备金溶胶, 通过自组装技术在石英片表面制备金纳米粒子薄膜, 在银增强剂混合溶液中反应获得金核银壳纳米粒子薄膜. 用紫外-可见吸收光谱仪和原子力显微镜(AFM)研究了不同条件下制备的金核银壳纳米粒子薄膜的光谱特性和表面形貌, 并以结晶紫为探针分子测量了金核银壳纳米粒子薄膜的表面增强拉曼光谱(SERS). 结果表明, 金纳米粒子薄膜的分布、银增强剂反应时间的长短对金核银壳纳米粒子薄膜的形成均有重要影响. 制备过程中, 可以通过控制反应条件获得一定粒径的、具有良好表面增强拉曼散射活性的金核银壳纳米粒子薄膜.     

现场制备表面增强拉曼光谱基底法快速检测药片中盐酸阿米洛利的含量

利用加热贴(暖宝贴)作为热源现场合成银溶胶,并用其作为表面增强拉曼光谱(SERS)基底。使用罗丹明6G(R6G)作为探针分子,对合成的银溶胶的SERS性能进行评价。结果显示,银溶胶的制备方法简便、快速,制备时间在15 min内,具有较好的SERS增强效果,且在4 h内具有较好的稳定性。将现合成的银溶胶用于药片中盐酸阿米洛利的SERS检测,在0.8～8 mg/L范围内盐酸阿米洛利的质量浓度与拉曼峰强度有较好的线性相关系,线性方程为:y=1 395ρ-76.40,r~2=0.999 2。检出限(LOD)为0.2 mg/L,其加标回收率为104%～106%,相对标准偏差为0.35%～3.5%。该方法简单快速、稳定性好,为药片中盐酸阿米洛利的快速检测和鉴别提供了新途径。     

金纳米粒子修饰的氨基硅胶整体柱的制备及超灵敏表面增强拉曼散射检测

采用溶胶-凝胶法结合超分子模板技术, 以四乙氧基硅烷(TEOS)和3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)作为反应前体, 以十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)为超分子模板, 简单快速地制备了一种新型氨基硅胶整体柱, 通过氨基将金纳米粒子组装在整体柱材料孔表面并用于表面增强拉曼散射(SERS)光谱分析. 以对巯基苯胺(PATP)和结晶紫(CV)为拉曼探针, 考察了金纳米粒子修饰的氨基硅胶整体柱用作SERS活性基底的性能. 结果表明, 该整体柱基底具有良好的SERS增强效应, 可检测到的PATP和CV的最低浓度分别为10^-9和10^-11 mol/L. 与金溶胶SERS基底相比, 本文制备的整体柱基底的检测灵敏度显著提高, 并具有良好的信号均一性, 是一种具有现场痕量检测应用潜力的SERS活性基底.     

表面增强拉曼散射纳米针尖用于单细胞内环境的检测研究

表面增强拉曼散射（SERS）纳米针尖是一类单细胞分析新技术,在细胞内环境检测和细胞生理功能研究等方面具有良好的应用潜力。由于SERS纳米针尖可负载的贵金属粒子数量少,因此,筛选和修饰高SERS增强能力的纳米粒子是确保其检测灵敏度的关键。本研究制备了一种核-卫星结构的Au纳米粒子,单颗粒信号较传统Au纳米球和Au纳米星显著提高。将此粒子涂覆在尖端直径约为200 nm的玻璃毛细管表面,形成SERS纳米针尖,进一步功能化修饰靶标敏感型拉曼报告分子,使其具备检测微区环境中p H值和O2的能力。作为应用性能考察,采用SERS纳米针尖实现了单个HL-7702细胞内pH值和缺氧状态监测。本研究解决了传统颗粒态SERS探针用于细胞分析面临的随机聚集和难以精确定位等瓶颈问题,为单细胞内环境检测分析提供了一种新的分析工具。     

作为表面增强拉曼光谱基底的高度均匀Au纳米棒的构筑及对福美双的检测

采用种子生长法制备Au纳米棒(GNRs),随后进行组装和煅烧得到单层致密堆积的GNRs薄膜。在煅烧过程中,组装所需有机物在煅烧过程中分解,从而使得GNRs表面具有较高的清洁度。研究中发现,煅烧前后金纳米棒表面的间隙进一步提高,增强了其SERS(表面增强拉曼光谱)活性。为了研究其SERS活性,选择了2种探针分子以研究其灵敏度和均匀性,发现其具有较高的灵敏度和高的信号稳定性。随后将所制备的SERS基底成功用于检测超低浓度的农药分子。     

银纳米枝的合成及表面增强拉曼效应

利用硝酸银与铜之间发生置换反应原理, 在铜箔上得到了有序的银纳米枝结构, 用十二烷基磺酸钠(SDS)为表面活性剂, 通过调控前驱体硝酸银的浓度, 可在铜箔上得到不同密度的银纳米枝. 表面拉曼增强实验结果表明, 当分别以对巯基苯胺(4-ATP)、腺嘌呤和罗丹明G6为探针分子时, 有序的银纳米枝结构比无序的银纳米粒子具有更好的拉曼增强活性; 且随银纳米枝密度的增加, 表面拉曼增强活性有所提高. 该有序的银纳米枝结构是较好的表面增强拉曼(SERS)活性基底, 在有机分子和生物分子的SERS检测方面将具有一定的应用前景.     

等离子体金属纳米结构在SERS传感及可穿戴应力传感中的应用

等离子体金属(金、银)纳米结构因其特有的理化性能,被广泛应用于表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)传感及可穿戴应力传感领域。其中,SERS是一种应用贵金属纳米材料增强拉曼散射信号的检测技术,该技术灵敏度高、特异性强,已被广泛用于生物医学、环境监测、食品药品检测等领域。随着电子检测技术和柔性电子材料的快速发展,柔性可穿戴传感技术也得到了快速发展,且取得了大量的研究成果。SERS检测技术主要依赖于贵金属纳米增强基底材料,而基于贵金属纳米结构的可穿戴传感元件对人体微应力、微应变的传感具有极高的灵敏度。SERS增强基底材料与可穿戴应力传感元件材料具有互通互用性,将贵金属纳米SERS基底应用于柔性可穿戴式检测,这是SERS检测技术比较新颖的、尚未深入研究的应用领域之一。该文综述了贵金属溶胶纳米结构的材料组成分类以及该类材料在SERS和可穿戴应力传感中的应用,并分析了胶体贵金属纳米结构组成及成分对SERS传感、可穿戴应力传感灵敏度、可重复性及稳定性的影响,最后展望了贵金属胶体纳米结构在SERS传感和柔性可穿戴应用中的发展趋势。     

基于表面增强拉曼光谱技术的芥子气模拟剂快速检测方法研究

该文基于具有单分子水平高灵敏度和指纹图谱高分辨率的表面增强拉曼光谱(Surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)技术,以2-氯乙基乙基硫醚(2-CEES)作为芥子气模拟剂,50 nm金纳米溶胶为SERS基底,系统开展了芥子气模拟剂的快速分析检测方法研究。研究结果表明,该方法对2-CEES的最低检出质量浓度为10μg/L,且在大型拉曼和便携拉曼仪器上均获得了稳定重复的结果,有望用于环境水体中芥子气的现场快速定性分析检测。