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.     

SERS活性液芯光纤的制备及超灵敏检测应用

表面增强拉曼光谱 (SERS)和表面增强共振拉曼光谱 (SERRS)技术的发展使拉曼光谱在各方面的应用突飞猛进 .利用粗糙银电极、蒸镀银岛膜、金和银溶胶的自组装膜等方法制备 SERS活性基底 ,可使拉曼光谱对样品的检测浓度达到 1 0 - 7～ 1 0 - 12 mol/ L,目前可在 1 .0 n L 内检测数十个分子[1～ 3] .1 997年 Nie[4 ] 和 Kneipp等[5] 几乎同时报道拉曼检测达到了单分子水平 .表面修饰的光纤作为传感器 ,在实时、原位或现场检测等应用领域的研究十分活跃 [6～ 9] .液芯光纤作为光纤光谱研究的分支 ,以其在液体样品检测中的独特优势备受关注…     

维生素B1-银胶体系SERS受卤离子竞争吸附的影响

利用傅里叶变换.表面增强拉曼光谱(FT-SERS)研究了卤素离子(Cl-、Br-、I-)对维生素B1(VB1)分子表面增强拉曼散射光谱(SERS)的影响.实验结果表明,在此体系中加入卤素离子则SERS效应减弱,且三种卤素离子在银胶上的吸附能力顺序为I->Br->Cl-.     

电化学表面增强拉曼光谱的量子化学研究

对于在分子水平上研究电化学表面吸附和反应过程,表面增强拉曼光谱(SERS)显示出了其独到的优势,提供了有力的技术方法,但对于其表面增强机理仍有待深入研究.本文总结了将量子化学计算应用于电化学表面增强拉曼光谱(EC-SERS)分析的研究,以电化学界面分子吸附、电化学反应以及光电化学反应的研究体系为模型,提取EC-SERS光谱所蕴藏的物理化学信息.通过对吡啶在电化学表面的吸附、水的吸附及其电化学反应、以及对巯基苯胺的电化学表面催化偶联反应等体系的研究,揭示了电化学表面吸附、反应和光电化学过程的本质.     

表面增强振动光谱在电催化领域的运用:基本原理、挑战和展望（英文）

随着全球能源结构从化石燃料向可再生能源的快速转变,可再生电力的供应日益丰富.电催化为化学反应提供了新的思路和途径.大多数电催化反应发生在固液界面,但由于溶剂、电解质和带电界面的存在,电催化在本质上比热催化更复杂.因此,电化学界面的表征对于反应机理的研究至关重要.具有表界面选择性的原位表征技术有助于揭示催化剂的构效关系,解析反应机理.其中,表面增强振动光谱,例如表面增强拉曼光谱(SERS)和表面增强红外吸收光谱(SEIRAS),具有超高的表面选择性和化学灵敏度,能够在反应条件下提供表界面物种的指纹信息,原位研究电催化过程.SERS增强效应主要来源于电磁场增强机理和化学增强机理.在电催化体系中,主要以具有表面等离激元效应的SERS基底作为增强源,增强催化剂表面物种的拉曼信号,从而研究反应过程的物种变化.SEIRAS主要利用电磁场增强效应,在电催化体系的运用以衰减全反射模式为主,增强工作电极表面物种的红外吸收信号.相较于SEIRAS, SERS信号不受水溶剂的干扰,并且可以研究低波数区域的振动信号,理解催化剂和吸附物的相互作用.而SEIRAS受益于红外吸收光谱本身信号较强,且增强效应不受限于...     

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。     

对氨基苯硫酚分子的表面增强拉曼光谱及等离激元光催化反应

对氨基苯硫酚(PATP)是表面增强拉曼光谱(SERS)研究中最重要的探针分子之一. PATP吸附体系具有非常特征且异常强的SERS信号, 但人们对其SERS信号的理解仍存在较大争议. 本文结合文献, 总结了我们为了理解PATP分子异常的SERS光谱所开展的系统的理论和实验工作. 首先介绍PATP的SERS增强机理方面开展的理论工作, 研究表明PATP分子的异常SERS信号不是来自PATP分子本身, 而是来自其表面催化偶联反应产物二巯基偶氮苯(DMAB). 通过实验和DMAB合成两个方面, 验证了DMAB是异常SERS信号的根源. 其次总结了各种实验条件对PATP转化为DMAB的影响, 并从实验和理论两个角度探讨PATP的表面催化偶联反应机理. 最后, 通过对PATP体系的SERS和等离激元增强化学反应的总结, 展望表面等离激元增强化学反应的未来发展方向.     

铑电极上的表面增强拉曼光谱研究(英文)

本文简要介绍了将铑电极用于表面增强拉曼光谱 (SERS)研究的方法 .具有较强活性的铑电极可以通过对电极施加方波电流进行恒电流粗糙获得 .对模型分子吡啶进行的表面拉曼光谱研究表明 ,该电极具有很好的稳定性和可逆性 ,并且其表面增强因子可达 4 0 0 0 .在对铑电极上一氧化碳的氧化过程进行的拉曼光谱研究中同时检测到桥式和线型吸附的C O和Pt C振动的拉曼信号 .本研究表明铑电极可作为多用的SERS基底 ,拉曼光谱可作为界面研究的通用工具 .     

表面增强拉曼光谱原位捕获Pt-NiO界面水煤气变换反应中的碳酸盐中间物种（英文）

水煤气变换反应(WGSR)是制备高纯氢的重要反应之一,一直是人们的研究热点.以Pt为代表的贵金属催化剂,在低温条件下表现出优异的WGSR活性.其中, Pt可还原性氧化物界面往往被认为是水煤气变换反应最高效的活性位点.然而,由于缺乏直接的光谱证据,该界面处的水煤气变换反应分子机理仍然存在争议.本文通过制备具有三元核壳结构的Au@Pt@NiO纳米结构,在具有高表面增强拉曼效应的Au纳米颗粒表面构建了丰富的Pt-NiO界面,成功实现了Pt-NiO界面处WGSR过程及其关键中间物种的原位表面增强拉曼光谱(SERS)研究.通过控制镍前驱体的量,结合透射电镜和元素面扫描表征,制备了一系列具有不同NiO壳层厚度的Au@Pt@NiO纳米结构.以CO作为探针分子,利用原位SERS表征,当镍前驱体添加量为0.05 mL时,可以同时得到Pt-C以及Ni-O的拉曼信号,说明此时NiO是以岛状形式沉积于Au@Pt表面,从而构筑出丰富的Pt-NiO界面.原位SERS测试结果表明,当将此Au@Pt@NiO纳米粒子置于WGSR气氛时,随着反应温度的升高,在1065 cm-1处出现了碳酸根物种的拉曼信号.而当将Au@P...     

基于超微电极的原位电化学拉曼光谱

原位电化学拉曼光谱是一种重要的光谱电化学技术.基于超微电极的原位电化学拉曼光谱将拉曼光谱反映的结构信息与电极表面的电化学过程从实验上严格对应和关联,为深刻理解电化学反应机理提供依据.本文综述了采用超微电极作为工作电极的原位电化学拉曼光谱的研究方法和应用进展,总结了应用超微电极作为工作电极开展电化学拉曼光谱实验的方法和具有表面增强拉曼活性的超微电极制备方法,展示了如何利用在超微电极表面获得的拉曼光谱与界面电化学过程的严格关联研究单个锌颗粒电化学氧化过程、吡啶分子在Au电极表面的电化学吸附过程,以及如何利用该技术能以高的信噪比和灵敏度同时测量光电流与分子反应这一特性研究对巯基苯胺选择性光氧化反应.采用超微电极作为工作电极的原位电化学拉曼光谱技术极大拓展了拉曼光谱技术的研究范围,有望成为探索(光)电化学反应的有力工具.     

拉曼光谱在燃料电池领域的应用

随着社会经济的快速发展,环境污染与能源短缺逐渐成为人们必须面对的热点问题。为实现人类社会的可持续发展,开发环境友好新型清洁能源技术成为二十一世纪的迫切任务。其中,燃料电池被认为是最具发展潜力的新型清洁能源技术之一。拉曼光谱作为一种无损的指纹识别的分子光谱技术,适用于燃料电池材料的研究,尤其是表面增强拉曼光谱技术(SERS)和壳层隔绝表面增强拉曼光谱技术(SHINERS)的发展,为研究燃料电池中反应的痕量中间物种,理解燃料电池实际反应机理提供了一种非常好的原位光谱实验平台,有助于合理设计更高效的催化剂及电极材料。本文主要对拉曼光谱以及SERS和SHINERS在燃料电池领域从电池材料层面和电极表面分子反应层面的应用及其发展前景进行相关讨论。     

粗糙铂电极上甲酸吸附氧化的电化学原位表面增强拉曼光谱研究

采用循环伏安法和电化学原位表面增强拉曼光谱（SERS）技术研究甲酸的解离 及附与氧化行为。首次报道了甲酸吸附、解离和氧化的电化学原位SERS谱，发现甲 酸在粗糙铂电极上能自发解离吸附；首欠成功地获得了粗糙铂电极上甲酸吸附解离 的强吸附中间体CO和活性中间体COOH的表面增强拉曼光谱，同时首次检测到甲酸氧 化最终产物CO_2的拉曼光谱信号，从分子水平证实甲酸解离吸附反应的双途径机理 。     

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.     

激光功率和积分时间对表面增强拉曼光谱的影响EI北大核心CSCD

表面增强拉曼光谱(SERS)技术能够有效增强低浓度样品的拉曼光谱强度,然而由于SERS的结构、材质等工艺原因,SERS实际应用中往往由于未能正确选择激光功率与积分时间而导致测量效果显著下降。本文以浓度为2,0.08μg/mL的三聚氰胺溶液样品、Au@Ag NPs纳米柱结构固态SERS基底为例,使用自主搭建的便携式拉曼光谱仪,采集不同激光功率和积分时间下的SERS光谱,使用算法平滑光谱、计算光谱基线,得到样品SERS光谱强度和SERS光谱基线强度变化趋势。实验表明,激发光源功率和积分时间改变时,SERS光谱基线强度在不同光谱区域变化幅度不同,部分光谱区域基线强度的变化幅度远大于样品光谱强度,导致使用拉曼光谱仪进行光谱测量时极易造成光谱强度饱和,影响低浓度样品的测量。临时更换样品试剂或SERS基底又会增加成本,且操作繁琐。研究发现,通过控制激光功率和积分时间这2个简单可控的变量,可以在一定程度上抑制SERS光谱基线、提高样品光谱强度,从而避免因光谱强度易饱和而无法测得低浓度样品光谱信号的问题。     

气/液界面Langmuir单分子膜的原位拉曼光谱

提出了一种原位测量气/液界面Langmuir单分子膜拉曼光谱的新方法, 即利用SERS技术, 通过降低亚相的方法来获得气/液界面Langmuir单分子膜的原位拉曼光谱. 利用这种方法, 用原位拉曼光谱测量系统得到了信噪比较好的十八胺及二棕榈酰磷脂酰胆碱单分子膜的拉曼光谱, 在分子水平上获取了单分子膜中的结构信息.     

复合SERS基底的构建及性质

通过自组装方法以对巯基苯胺(PATP)为偶联分子, 在石英基片上构筑了多种形貌的银钠米粒子单层结构和三明治结构. 研究了组装膜在不同激发线下表面增强拉曼散射(SERS)的增强差异. 研究结果表明, 单层基底和三明治基底中偶联分子的SERS信号因银纳米粒子间的电磁场耦合而显著增强, 且在三明治结构中增强更加明显. 对复合SERS基底增强因子进行计算可知, 复合SERS基底的表面等离子体共振(SPR)峰与激发线的匹配程度越好, 其增强因子越大. 在三明治结构中更易发生PATP分子转变为对巯基偶氮苯(DMAB)分子的激光诱导催化偶联反应. 另外, 该激光诱导催化偶联反应与激发波长密切相关.     

[BMIm]BF4/Pt电极界面激光诱导电沉积Cu基材料研究

本文利用激光诱导并结合控制一定的电极电位,在[BMIm]BF₄/Pt电极体系中实现了激光诱导电沉积Cu基材料. 研究表明在非沉积电位（-0.2 V）激光可诱导产生电沉积. 激光的功率和照射时间对沉积产物有显著影响：功率越大,照射时间越长,则表面沉积物的量越多,且沉积仅仅发生在激光照射点以内. 此类激光诱导电沉积的发生主要源于激光的热效应可使电极表面局域温度显著上升,从而降低沉积的阈值电位,促使电沉积在非沉积电位区间发生. SEM研究表明电极表面的沉积点由50 nm左右的纳米粒子聚集而成,进一步的EDS和拉曼光谱证明该产物主要由Cu和Cu₂O的混合物组成. 以对巯基苯甲酸（MBA）为探针分子,通过SERS信号的强度变化,现场监测了激光诱导电沉积的过程,在起始阶段其沉积物的SERS效应明显,随沉积时间延长,因沉积物增多其形貌发生变化,“热点”消失,其SERS效应反而降低并随后保持不变. 同时,沉积点以外的SERS中并未检测到MBA,说明激光诱导作用仅仅发生在激光照射区域内,这为电极表面的定向沉积提供了新的途径.     

锌电极上2-巯基吡啶自组装单层的原位表面增强拉曼光谱电化学观察

利用原位表面增强拉曼散射(SERS)技术, 观察了2-巯基吡啶在锌电极上单层吸附和脱附行为. SERS实验结果表明, 2-巯基吡啶分子主要通过巯基上的硫原子垂直吸附于锌表面. 原位SERS光谱电化学发现, 当外加电位达到－1.4 V vs. SCE时, 分子开始从表面脱附, 并伴随吸附构型变化, 在－1.6 V时发生完全脱附.     

表面等离激元增强金属光致发光助力表面增强拉曼光谱获取表界面分子的本征化学信息

<正>表面增强拉曼光谱(SERS)因其具有单分子的检测灵敏度和特异的分子指纹信息,在表面科学和分析检测领域得到广泛关注~1。拉曼光谱研究中除了利用谱峰频率外,还利用不同谱峰间的相对强度,以获得吸附分子的吸附构象、分子与金属界面电荷转移、材料局域化学性质等多种重要物理化学信息。然而在SERS中,贵金属纳米结构的局域表面等离激元共振(LSPR)不仅增强了样品的拉曼信号的绝对强度,也改变了SERS谱图中不同谱峰的相对强度,即不同频率的拉曼信号受到的增强作用不同,从而导致用SERS峰的相对强度所获得的样品的物理化学信息变得不可靠。虽     

萃取-表面增强拉曼光谱联用技术及其在有害物质检测领域的应用

表面增强拉曼光谱(SERS)技术以其高灵敏度和分子特征指纹光谱在众多领域获得广泛应用,然而对于实际复杂样品中的目标分析物,样品基质会极大地干扰目标分析物SERS信号的准确获取,从而限制SERS在实际样品分析中的应用.萃取-表面增强拉曼光谱(Ex-SERS)联用技术为解决这一现实难题提供了可能性,国内外课题组结合萃取和S...