银纳米材料表面增强拉曼散射基底研究进展

表面增强拉曼散射（SERS）技术在环境保护、食品工业、医学检测、生物检测等领域有广泛的应用前景。SERS基底材料和结构是影响性能的关键因素,而银纳米材料SERS基底已被广泛应用。本文介绍了SERS基底的增强机理,对近年来纯银纳米材料和银基复合纳米材料SERS基底的研究进展进行了综述,并介绍了银纳米材料SERS基底发展面临的问题,对其发展趋势进行了分析和展望。     

银胶体系中的平衡因素对表面增强拉曼散射的影响

分析银胶体系中样品分子的平衡因子有器壁、银胶、水和杂质，并试验了某此样品的表面增强拉曼散射强度对这些因素的响应，指出全面分析影响对于表面增强拉曼散射的分应用的重要性。     

三维树枝状银薄膜的可控生长及其在表面增强拉曼光谱中的应用

通过电流置换反应制备了树枝状银纳米薄膜。在反应过程中通过控制反应时间和硝酸银的浓度,得到了不同形貌、分布和密度的树枝状银薄膜,从而得到了具有不同SERS性能的树枝状银纳米薄膜。选取了具有最佳SERS性能的树枝状银纳米薄膜对罗丹明6G进行了微量检测、再现性检测和稳定性检测,其检测限可达到1×10~(-11) mol·L~(-1),具有优良的再现性和良好的稳定性。     

三维树枝状银薄膜的可控生长及其在表面增强拉曼光谱中的应用

通过电流置换反应制备了树枝状银纳米薄膜。在反应过程中通过控制反应时间和硝酸银的浓度,得到了不同形貌、分布和密度的树枝状银薄膜,从而得到了具有不同SERS性能的树枝状银纳米薄膜。选取了具有最佳SERS性能的树枝状银纳米薄膜对罗丹明6G进行了微量检测、再现性检测和稳定性检测,其检测限可达到1×10^-11 mol·L^-1,具有优良的再现性和良好的稳定性。     

表面增强拉曼散射活性基底

表面增强拉曼散射(SERS)是人们将激光拉曼光谱应用到表面科学研究中所发现的异常表面光学现象。它可以将吸附在材料表面的分子的拉曼信号放大106到1014倍,这使其在探测器的应用和单分子检测方面有着巨大的发展潜力。由于分子所吸附的基底表面形态是SERS效应能否发生和SERS信号强弱的重要影响因素,所以分子的承载基体是很关键的,因而SERS活性基底的研究一直是该领域的研究热点之一。本文总结了形态各异的表面增强拉曼散射活性基底,分析了最新发展并对其未来作一展望。     

混合正、负电性银胶体系的表面增强拉曼散射活性研究

Both negatively and positively charged silver colloids were prepared in aqueous solution for surface-enhanced Raman scattering (SERS) by the reduction of silver nitrate with sodium citrate and hydrogen peroxide under basic condition, respectively. By means of transmission electron microscopy (TEM), the observation of morphologies of negatively charged silver colloid (NSC) and positively charged silver colloid (PSC) has been presented, and the aggregation behaviors of NSC and PSC as well as the mixture of NSC and PSC induced by the addition of fuchsine basic molecules examined. SERS from fuchsine basic molecules in above mentioned colloidal systems were recorded respectively and compared with each other. The results show that the mixture of NSC and PSC could form the aggregation morphology different from that of single NSC and PSC and bring about the favorable effect on SERS behavior for the adsorbed fuchsine basic.     

新型银胶基底研究HSA的近红外表面增强拉曼散射

用紫外—可见两步光化学还原法，合成了等离子体共振峰出现在近红外区的新 型绿色银胶．首次用该银胶作为基底研究人血清白蛋白(HSA)的近红外表面增强拉 曼散射(NIR—SERS)，发现银胶中的线状银纳米粒子聚集体有较强的NIR—SERS效应 和生物兼容性，这为研究生物大分子的结构、构象和界面作用提供了一种较为理想 的活性基底．由所得到的NIR—SERS光谱可发现，吸附在银纳米粒子表面的HSA的肽 链骨架仍以α—螺旋结构为主，其二级构象特征基本不变；吸附作用诱导部分芳香 氨基酸残基所处的微环境发生改变，趋于银纳米粒子表面．此外，明显观察到 COO^-与C—S的特征谱带说明HSA中去质子的羧基氧、二硫桥键的硫直接与银纳米粒 子表面作用．     

硝酸刻蚀银表面的增强拉曼光谱及其在表面化学中的应用

最近,我们摸索出的硝酸刻蚀法制备有SERS(Surface Enhanced Raman Scattering,表面增强拉曼散射)活性的银表面,有良好的热稳定性,且费用低廉,预期在研究金属表面反应、催化和金属-聚合物界面结构等方面可发挥作用。在展示了这一新方法具有极高的表面增强因子后,本文介绍用该法研究吸附质的自集合(self-assembly)和表面取向结果。     

树枝状银微纳结构的表面增强拉曼散射效应研究

利用两电极电化学沉积法制备出一种树枝状银微纳结构基体.扫描电子显微镜(SEM)的表征结果证实所制备的银基体呈现出完整的树枝状结构,具有对称性的树枝和树干,且树叶清晰可见.实验结果表明,树枝状银微纳结构的表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)可以检测到超低浓度的罗丹明6G(Rhodamine 6G,R6G,10-10 mol/L)光谱信号,即树枝状银微纳结构作为SERS基体表现出较好的灵敏性;当R6G的浓度在10-5~10-10 mol/L范围依次降低一个数量级时,谱带610 cm-1处的拉曼散射强度的相对标准偏差分别为12.1%,12.0%,11.7%,10.9%,13.2%和14.3%,表明所制备银基体的SERS"热点"(Hot spots)分布较均一,树枝状银微纳结构作为SERS基体具有较好的重现性;当低SERS活性的3-巯基丙酸(3-Mercaptopropionic acid,3MPA)的检测浓度为10-5 mol/L时,利用树枝状银基体能检测到3MPA的SERS光谱,说明所制备的银基体对低活性物质也具有较好的SERS灵敏性.     

碳纳米管@SiO_2@Ag纳米复合材料的制备及其表面增强拉曼效应

本文以SiO2为中间层,在多壁碳纳米管(MWCNTs)表面负载Ag纳米粒子,制备出CNTs@SiO2@Ag纳米复合材料,并采用TEM、XRD、UV-Vis、XPS等对纳米复合材料的结构、形貌和成分进行了表征,同时对该纳米复合材料的表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)效应进行了研究。结果显示,Ag纳米颗粒有效提高了CNTs的SERS活性,纳米复合材料的拉曼峰强度是单纯CNTs拉曼峰强的近5倍。进一步研究了吸附罗丹明6G生物染料分子的SERS光谱,结果表明R6G分子的拉曼信号的质量与强度得到显著提高。因此,所制备的CNTs@SiO2@Ag纳米复合材料有望作为SERS的活性基底,应用于生物无损检测领域。     

完全绿色路线获得的银纳米线的表面增强拉曼光谱

以硝酸银为银源,在硅片上成功地制备了银纳米线。该制备步骤在室温下操作,用环境友好的化合物乙二醇作还原剂。这是一个完全“绿色的”制备路线。用XRD、SEM和EDX对新制备的产物进行了表征,结果表明该银纳米线很纯,平均直径20nm。该银纳米线用于罗丹明6G的表面增强拉曼光谱测定,当罗丹明6G为10nM时,出现了特征峰。     

异烟酸在银溶胶上的表面增强喇曼散射及影响因素

本文研究了异烟酸吸附在银溶胶表面的表面增强喇曼散射(SERS)光谱以及卤素离子、溶液pH值及溶液浓度对异烟酸SERS光谱的影响。文章提出了离子在银溶胶表面的吸附方式,即主要以—COO~-端吸附于银溶胶表面。最后,对所述实验现象作了定性讨论。     

Silver Nanoparticle Thin Films with Nanocavities for Surface‐Enhanced Raman Scattering

The formation of nanometer‐sized gaps between silver nanoparticles is critically important for optimal enhancement in surface‐enhanced Raman scattering (SERS). A simple approach is developed to generate nanometer‐sized cavities in a silver nanoparticle thin film for use as a SERS substrate with extremely high enhancement. In this method, a submicroliter volume of concentrated silver colloidal suspension stabilized with cetyltrimethylammonium bromide (CTAB) is spotted on hydrophobic glass surfaces prepared by the exposure of the glass to dichloromethysilane vapors. The use of a hydrophobic surface helps the formation of a more uniform silver nanoparticle thin film, and CTAB acts as a molecular spacer to keep the silver nanoparticles at a distance. A series of CTAB concentrations is investigated to optimize the interparticle distance and aggregation status. The silver nanoparticle thin films prepared on regular and hydrophobic surfaces are compared. Rhodamine 6G is used as a probe to characterize the thin films as SERS substrates. SERS enhancement without the contribution of the resonance of the thin film prepared on the hydrophobic surface is calculated as 2×10⁷ for rhodamine 6G, which is about one order of magnitude greater than that of the silver nanoparticle aggregates prepared with CTAB on regular glass surfaces and two orders of magnitude greater than that of the silver nanoparticle aggregates prepared without CTAB on regular glass surfaces. A hydrophobic surface and the presence of CTAB have an increased effect on the charge‐transfer component of the SERS enhancement mechanism. The limit of detection for rhodamine 6G is estimated as 1.0×10^?8 M . Scanning electron microscopy and atomic force microscopy are used for the characterization of the prepared substrate.     

用表面增强拉曼散射研究电解法制备的纳米银膜

用一种廉价的电解方法制备了纳米银膜,并详细研究了在这种银膜上的表面增强拉曼散射效果．结晶紫为本实验的检测性分子．通过实验发现,这种银膜用便携式拉曼光谱仪测试并计算出的表面增强拉曼散射的增强因子为603,并对结晶紫的最小检出限为0．1nmol／L．     

自组装有序纳米银线表面增强拉曼光谱检测牛奶中三聚氰胺

制备具有表面增强拉曼散射(SERS)增强效果的基底是获得灵敏SERS检测的基础.本研究以多元醇法合成、流体流动法组装制备的有序纳米银线作为三聚氰胺的SERS增强基底,实现了样品中痕量三聚氰胺的快速灵敏检测.通过理论计算及实验考察得到了三聚氰胺的拉曼特征峰,优化了三聚氰胺在有序纳米银线基底上的SERS检测条件.在pH=8、水为溶剂、溶剂挥发时间为14 min的最佳条件下,三聚氰胺特征峰强度与浓度在0.05 ～ 1.00 mg/L范围内呈现良好的线性关系,其线性相关系数R=0.997,检测限为0.05 mg/L.在牛奶中添加不同浓度的三聚氰胺,其回收率为89.7％～ 109.2％,相对标准偏差低于6.8％.本方法对三聚氰胺检测具有很好的灵敏度和稳定性,为其它小分子化合物的SERS检测提供技术支持.     

银溶胶体系表面增强拉曼散射光谱的溶剂效应

研究了银溶胶体系表面增强拉曼散射光谱的溶剂效应,发现在不同的溶剂中,银溶胶的聚集状态不同,当胶粒带电荷时,溶剂还能影响分子在胶粒表面的吸附,溶剂通过改变胶粒的聚集状态及分子在胶粒上的吸附这两个因素影响银溶胶体系的SERS光谱。     

Rapid Dynamic Determination of Cetirizine Dihydrochloride in Urine Using Surface Enhanced Raman Scattering with Silver Colloids

A novel method for the dynamic determination of cetirizine dihydrochloride in urine using surface enhanced Raman scattering (SERS) has been developed. Comparison of SERS activities between gold and silver colloid was made based on the analysis of the transmission electron micrographs and the SERS spectra, revealing that silver colloid is much more efficient on the signal enhancement performance. The primary sites of the adsorption on the nanoparticle surface were represented by the feature peaks of piperazine at ca. 1050?cm^?1 and phenyl rings at ca. 1630?cm^?1, respectively. The best signal response was extracted at pH 7 at the Cl^?:Ag⁺ molar ratio of 2:1. The matrix effect was eliminated by subtracting the spectral contribution of the blank urine from the sample spectra. Sample preparation procedures were minimized. Quantification could be simply accomplished on the predicted versus actual concentration curve, within the Raman shift range from 500 to 2500?cm^?1. Neither modeling nor complicate calculation was required. The method was shown to be specific and applicable for drug urine concentration monitoring in situ.     

酸性染料在银溶胶上吸附状态的表面增强拉曼光谱研究

表面增强拉曼光谱技术 (SERS)能从分子水平上直接提供表面分子结构和动态过程等重要信息 ,被广泛地用于各种物质在金、银、铜等贵金属表面的吸附机理研究 ;本文通过对不同浓度的酸性黑和酸性红在银溶胶上的表面增强拉曼光谱的研究 ,探讨了浓度对其在银溶胶表面吸附状态的影响 ;结果表明 ,酸性黑和酸性红均为5×10-4 mol/L时 ,在银溶胶表面上发生吸附状态改变 ,并形成一个满单分子层 ,表面拉曼信号最强。