表面增强拉曼光谱在定量分析中的应用

表面增强拉曼光谱(SERS)作为一种快速、灵敏的检测方法,在很多领域有着广泛的应用前景。随着SERS技术的发展,SERS研究工作不再限于物质的定性检测,更多地定位于样品中一种或多种成分的定量分析。本文详细介绍了三类SERS增强基底的制备,包括传统固相基底、金属胶体溶液和基于纳米制造的等离子体共振纳米结构以及它们在定量分析中的优缺点;从分子取向、激发波长、内标(internal standard)和数据分析4个方面论述如何提高SERS定量分析时的灵敏度和可靠性。本文综述了SERS在定量分析中的应用,简要分析其存在的问题并对其未来的发展进行展望。     

基于表面增强拉曼光谱的重金属离子检测

以对巯基苯甲酸为拉曼标记和自组装修饰分子, 在光亮金基底上修饰后作为检测基底, 在金纳米粒子表面修饰后获得具有表面增强拉曼光谱信号的标记金溶胶. 修饰的基底及纳米离子通过重金属离子与羧基端的配位而发生相互作用, 最终形成“金属基底-对巯基苯甲酸/重金属离子/对巯基苯甲酸-金属纳米颗粒”的三明治结构. 采用扫描电镜表征纳米粒子的组装及以表面增强拉曼光谱检测表面标记分子的信号, 以此实现重金属离子的检测. 以强螯合剂EDTA溶液淋洗三明治结构, 使重金属离子与金属基底以及纳米颗粒上的羧基的配位作用断裂, 获得可再次利用的修饰金基底.     

对巯基苯甲酸的表面增强拉曼光谱

应用表面增强拉曼光谱研究了吸附于粗糙银电极表面的对巯基苯甲酸。对巯基苯甲酸以去质子的形式通过巯基端进行吸附,表面Ag-S键的形成及羧基的结构改变直接影响苯环的电子结构。羧基的振动谱峰均对其质子化较为敏感,其峰强度随pH值的变化表明吸附态对巯基苯甲酸的pKa约为5．9。铜离子可与吸附对巯基苯甲酸形成表面络合物,配位反应与羧基的质子化反应密切相关。     

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.     

表面增强拉曼光谱在偶氮染料检测中的研究进展

简述了偶氮染料的检测现状,对偶氮染料研究中表面增强拉曼光谱检测方法进行了综述。介绍了表面增强拉曼光谱用金属溶胶、金属电极、金属薄膜3种增强基底在偶氮染料检测中的方向,并对其在偶氮染料检测中的研究前景进行了展望。表面增强拉曼光谱法是一种新型光谱分析技术,具有操作简单、快速、灵敏度高等优势,为偶氮染料的检测开辟了新道路。     

表面增强拉曼光谱:应用和发展

表面增强拉曼光谱技术(Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)是一种具有超高灵敏度的指纹光谱技术,目前已广泛应用于表面科学、材料科学、生物医学、药物分析、食品安全、环境检测等领域,是一种极具潜力的痕量分析技术。 本文对SERS技术及相关的针尖增强拉曼光谱(Tip-enhanced Raman spectroscopy,TERS),壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱(Shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy,SHINERS)技术的发展及应用进行了综合评述,并探讨了其未来的研究热点及发展方向。     

表面增强拉曼光谱检测二噁英类化合物研究进展

以二噁英及二噁英类多氯联苯为代表的持久性有机污染物(POPs), 具有致畸、致癌、致突变的性质, 被国际癌症研究中心列为人类一级致癌物. POPs通过环境进入食物链对食品安全造成威胁和影响. 以表面增强拉曼光谱(SERS)为代表的新型快速检测技术具有高灵敏分析的特点. 本综述总结了近年来基于SERS技术分析POPs的研究进展, 归纳了不同类型增强基底, 提出了SERS分析POPs的若干关键技术难点, 并对未来SERS技术在POPs分析方面的发展进行了展望.     

基于银镜的高灵敏表面增强拉曼光谱基底制备及其用于呋喃唑酮检测

采用化学沉积法制备了表面增强拉曼散射光谱(SERS)银镜基底,用NaCl溶液与HCl溶液除去银镜表面杂质后,通过扫描电子显微镜对基底进行了表征,表明该基底表面的银纳米粒子平均粒径约为200 nm,以对巯基苯胺为探针分子测得其增强因子为4.6×105.利用表面增强拉曼光谱及表面吸附选择定律研究了广谱抗菌药呋喃唑酮在该基底表面的吸附状态,证明呋喃唑酮分子主要是通过CN吸附于银纳米粒子表面的.     

表面增强拉曼光谱技术在食品安全检测中的应用

表面增强拉曼光谱是一种强有力的食品检验技术,当待测样品吸附于具有纳米量级粗糙度的金属结构表面时,样品分子的拉曼信号将得到极大的增强。该检测技术具有灵敏度高、响应迅速以及"指纹"识别等特点,在快速检测食品污染物等方面具有巨大的应用前景。该文介绍了表面增强拉曼光谱技术的发展历史、基本原理、基底分类以及联用技术,综述了该技术在重金属离子、兽药残留、农药残留、非法添加物、食源性致病微生物等方面的最新应用,最后提出了亟需解决的问题与未来的发展趋势(引用文献74篇)。     

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。     

An Improved POD Model for Fast Semi-Quantitative Analysis of Carbendazim in Fruit by Surface Enhanced Raman Spectroscopy

The current detection method of carbendazim suffers from the disadvantages of complicated preprocessing and long cycle time. In order to solve the problem of rapid quantitative screening of finite contaminants, this article proposed a qualitative method based on characteristic peaks and a semi-quantitative method based on threshold to detect carbendazim in apple, and finally the method is evaluated by a validation system based on binary output. The results showed that the detection limit for carbendazim was 0.5 mg/kg, and the detection probability was 100% when the concentration was no less than 1 mg/kg. The semi-quantitative analysis method had a false positive rate of 0% and 5% at 0.5 mg/kg and 2.5 mg/kg, respectively. The results of method evaluation showed that when the added concentration was greater than 2.5 mg/kg, the qualitative detection method was consistent with the reference method. When the concentration was no less than 5 mg/kg, the semi-quantitative method is consistent between different labs. The semi-quantitative method proposed in this study can achieve the screening of finite contaminants in blind samples and simplify the test validation process through the detection probability model, which can meet the needs of rapid on-site detection and has a good application prospect.     

基于Au@Ag纳米颗粒的表面增强拉曼检测血浆中的法莫替丁

该文开发了一种基于Au@Ag纳米颗粒(Au@AgNPs)快速检测法莫替丁(FMD)的表面增强拉曼光谱(SERS)方法。通过种子介导法合成了Au@AgNPs,再采用场电子发射显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和X射线衍射仪(XRD)对Au@AgNPs进行表征,以罗丹明6(RG6)为分子探针对合成的Au@AgNPs的SERS性能进行了测试。结果显示,合成的Au@AgNPs形貌均匀,具有良好的增强效果,增强因子为6.66×10⁵,将其用于法莫替丁标准溶液的SERS检测,在0.5～50μmol/L范围内法莫替丁浓度的对数和1 540 cm^-1处峰强度的对数具有较好的线性关系,相关系数(r²)为0.978,检出限(LOD)为4.18×10^-8 mol/L。在同样的条件下对稀释血浆中的法莫替丁进行了SERS检测,LOD为1.11×10^-7 mol/L,加标回收率为91.6%～122%,相对标准偏差为6.6%～12%,表明该方法快速、灵敏,在生物样本...     

Competition between Hydrophilic and Argyrophilic Interactions in Surface Enhanced Raman Spectroscopy

The competition for binding and charge‐transfer (CT) from the nitrogen containing heterocycle pyrimidine to either silver or to water in surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) is discussed. The correlation between the shifting observed for vibrational normal modes and CT is analyzed both experimentally using Raman spectroscopy and theoretically using electronic structure theory. Discrete features in the Raman spectrum correspond to the binding of either water or silver to each of pyrimidine's nitrogen atoms with comparable frequency shifts. Natural bond orbital (NBO) calculations in each chemical environment reveal that the magnitude of charge transfer from pyrimidine to adjacent silver atoms is only about twice that for water alone. These results suggest that the choice of solvent plays a role in determining the vibrational frequencies of nitrogen containing molecules in SERS experiments.     

血红蛋白在银溶胶上的表面增强喇曼光谱研究

表面增强喇曼光谱已广泛应用于物质分子在金属表面吸附的研究.人们发现,不仅无机物和有机小分子能产生SERS,而且生物分子,如核酸、色蛋白以及蛋白质均能产生SERS效应,并以此来研究生物分子-蛋白质的变性问题.     

表面增强拉曼光谱定量分析技术研究进展

表面增强拉曼光谱(SERS)技术具有适于现场快速分析等优点,从而引起众多分析科学家的关注。但在实际分析过程中,SERS信号易受基体干扰,重现性欠佳,因此SERS技术目前多应用于定性或半定量分析,SERS定量分析技术仍亟待发展完善。随着科技的不断发展,人们对准确度更高的表面增强拉曼光谱定量技术的需求日益强烈。该文综述了目前外标法、内标法和化学计量学定量方法等主流SERS定量分析技术在近年来的研究进展,并展望了SERS定量分析技术的未来发展趋势。     

表面增强拉曼光谱法同时检测奶粉中三聚氰胺和二聚氰胺

本文建立了奶粉中同时检测三聚氰胺及二聚氰胺的表面增强拉曼光谱法.奶粉样品经15％三氯乙酸溶液提取,中性氧化铝吸附杂质后进行拉曼光谱检测.三聚氰胺线性范围为0.0050～0.075 mg/L,检出限为0.0015 mg/L,回收率在79.5％～124％之间,相对标准偏差小于8.8％(n=5);二聚氰胺线性范围为0.50～l0mg/L,检出限为0.15 mg/L,回收率在76.5％～112％之间,相对标准偏差小于9.4％(n=5).该方法相比常规表面增强拉曼光谱法,仅通过一种样品前处理手段即可对奶粉中的三聚氰胺或二聚氰胺进行定性检出及定量分析,相比色谱等检测方法具有样品前处理过程简单、耗时短等优点,在奶粉质量监控方面具有良好的应用前景.     

表面增强拉曼光谱法快速定量分析食品中福美双、二氰蒽醌和灭蝇胺的残留

基于表面增强拉曼光谱(SERS)技术,以Au@SiO2和Au纳米增强粒子建立了食品中福美双、二氰蒽醌和灭蝇胺的快速定量分析方法,3种农药的检出限分别为1.4μg/L、0.020mg/L和0.030mg/L。采用加标回收试验对方法进行评价,福美双在生活饮用水和碳酸梨汁饮料中的回收率在104.5%~107.1%之间,相对标准偏差为4.0%~6.2%;二氰蒽醌在生活饮用水中的回收率在81.1%~100.0%之间,相对标准偏差为4.1%~7.8%,灭蝇胺在碳酸饮料和果皮中测定的相对标准偏差均小于11.0%,结果表明该方法准确可靠,精密度高。方法成功用于加标碳酸果汁饮料、果皮表面二氰蒽醌及灭蝇胺的检测,为快速定量检测食品中农残提供了SERS方法。     

表面增强拉曼光谱法分析软饮料中的阿斯巴甜

应用超声技术辅助预处理,以纳米银为活性基底,在溶液pH 5.0、纳米银与阿斯巴甜(APM)混合比例1∶1、混合温度30℃、加热时间6 min的条件下,利用表面增强拉曼光谱(SERS)结合化学计量法对纯品及软饮料中APM进行定量检测。结果表明:APM在0.5～100 mg/L范围内线性关系较好,其中水标准溶液的相关系数为0.993 3,检出限(LOD)为0.41 mg/L,苏打水、雪碧、可乐、芬达等标准溶液的相关系数为0.974 7～0.984 8,加标平均回收率为88.4%～121%,相对标准偏差小于7%。运用SERS检测软饮料中APM具有分析速度快、无损、环境污染小等优点,适用于食品中阿斯巴甜的定量分析,为食品添加剂的进一步表征和检测建立了依据,显示了SERS技术在化学物质检测领域具有巨大潜力。