表面增强红外吸收光谱——表面敏感的原位免标记光谱电化学技术

表面增强红外吸收光谱（尤其衰减全反射表面增强红外吸收光谱）是一种超灵敏的红外光谱技术,能够实现亚单层膜水平的表面选择性探测. 由于增强基底可同时作为工作电极实现电化学调制,衰减全反射表面增强红外吸收光谱是一种表面敏感的原位免标记光谱电化学技术. 本文首先简要介绍了表面增强红外吸收光谱的基本原理和技术特点,之后通过代表性研究工作着重介绍近年衰减全反射表面增强红外吸收光谱电化学的应用和发展,最后展望了表面增强红外光谱所面临的挑战和潜在的研究方向.     

电化学表面增强红外光谱技术进展

本文主要介绍了近年作者课题组在电化学衰减全反射表面增强红外光谱技术上的研究进展,包括硅柱窗口反射面上各种膜电极的湿法制备、宽频检测复合红外窗口和内、外反射可切换光谱池的设计与构建.     

表面增强拉曼光谱在DNA检测中的应用

表面增强拉曼光谱(Surface Enhanced Raman Spectroscopy,SERS)由于具有光谱分辨率高、信息量大,不受水的干扰,灵敏度高等优点,在生命科学等研究领域得到了广泛应用。近几年来,SERS技术在DNA分析领域中得到迅速的发展,成为国内外研究的热点。本文主要对SERS进行了介绍,并对应用于DNA检测的一些最新SERS技术进行较为全面的综述,展望了SERS技术的应用前景。     

镜面反射红外光谱在聚合物分析中的应用

简要介绍了镜面反射红外光谱的基本原理以及它在聚合物结构分析中的应用。镜面反射红外光谱在聚合物的表面结构表征中发挥了重要的作用，可以弥补常规透射红外光谱的不足，是一种很有实用价值的红外分析方法。     

原位衰减全反射表面增强红外光谱实验技术

介绍了原位研究电极,溶液界面反应的技术--衰减全反射表面增强红外光谱实验技术(ATR-SEIRAS)的产生背景和工作原理,重点描述了ATR-SEIRAS实验技术的关键:光谱电化学池的构造和薄膜电极的制备.与IRAS相比,ATR-SEIRAS技术可以更容易消除溶剂的背景吸收,获得较高的表面灵敏度,而且允许物质在电极表面自由扩散.与循环伏安相结合,利用ATR-SEIRAS技术可以实时监测电极,溶液界面问的反应.选择了利用ATR-SEIRAS实验技术原位研究功能表面的构造和性质、分子识别和反应中间体的形成等方面的应用实例,分析了ATR-SEIRAS实验技术的研究方向.     

铂电极上自组装铁原卟啉单分子层的表面增强振动光谱初探(英文)

应用现场表面增强拉曼光谱和衰减全反射表面增强红外光谱初步研究了0.1mol·L-1HClO4溶液中Pt电极表面铁原卟啉(FePP)自组装单层的电化学和结构特性.以514nm波长为激发线,得到了增强因子约为40的粗糙Pt电极上FePP在不同电位下的表面增强拉曼光谱.分析0.5～-0.3V(SCE)区间内谱峰变化,得到近似的吸附等温式,由此可估算出Fe3+/Fe2+的式量电位大约为-0.2V.原位表面增强红外光谱的测试结果表明,FePP分子主要以斜立方式吸附在Pt膜电极表面,其中一个环外羧酸根与电极表面相接触,而另一羧酸基团以氢键与相邻的FePP分子相连.这样的吸附结构在-0.1～0.9V(SCE)的电位区间内并没有显著的变化.     

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。     

表面增强红外光谱在研究电子电镀添加剂界面吸附的机遇

电子电镀是芯片金属互连的关键技术,对相关添加剂分子的界面吸附结构和行为进行可靠表征,是理解填充过程机制、设计新型添加剂的先决条件.衰减全反射–表面增强红外光谱(ATR–SEIRAS)具有强大的分子结构识别能力和对各类金属电极应用的普适性,为研究电子电镀金属–溶液界面的添加剂吸附结构及竞合作用提供了新机遇.基于本课题组的相关工作基础,本文针对电子电镀添加剂基础研究的需求,概述了表面增强红外光谱的基本原理,介绍了该方法在宽频与流动检测方面的新进展以及相关应用研究案例,归纳了该方法目前的不足并展望了未来的研究方向.     

红外光谱技术在茶叶分析中的应用综述

在总结大量文献的基础上,对中、近红外光谱技术在茶叶分析中的应用进行了较为全面的综述;指出红外光谱技术因具有速度快、成本低及重现性好等优点,近年来在生物和食品等领域得到了越来越广泛的应用.     

2-巯基苯并噻唑对铜缓蚀行为的表面增强红外光谱研究

2-巯基苯并噻唑(MBT)是Cu的高效缓蚀剂,但是缓蚀机理存在较大争议.本文通过电化学极化曲线从宏观角度对缓蚀效率进行评估,并利用原位衰减全反射-表面增强红外光谱技术结合理论计算研究了电位控制下的微观吸附构型.结果表明:在较高电位(大于0 V,相对饱和甘汞电极(SCE))下,MBT和金属Cu之间发生电子转移,MBT以硫醇式的环外S和N与金属Cu(I)离子配位在表面形成聚合物膜;在较低电位(小于0 V,vs SCE)下,MBT通过环外S原子以硫醇离子形式在金属Cu表面直立吸附.表面膜阻止了腐蚀介质的侵蚀,起到了较好的缓蚀效果.     

多孔硅上银纳米粒薄膜的制备及其表面增强红外光谱

通过简便的化学沉积法在多孔硅上制备银纳米粒薄膜用于表面增强红外光谱检测。通过Ag⁺与多孔硅表面的SiHx发生氧化还原反应将银纳米粒子沉积在多孔硅表面。红外探针分子溶解于无水乙醇中进而被均匀分散在多孔硅表面,实验结果显示：对氨基苯硫酚、对氨基苯甲酸和对氟苯硫酚3个探针分子的红外峰分别最大增强了10、85和21倍。银纳米粒的大小和形状等物理特性、探针分子是否有与银表面进行强结合的基团和芳烃结构、以及表面选律等因素影响表面增强红外的吸收效应。     

钴岛膜上对巯基苯甲酸的表面增强红外吸收光谱

通过置换反应在金属铝表面制备了表面没有任何保护剂且具有红外增强作用的钴岛膜,用SEM、XRD和表面增强红外光谱对其形貌和性质进行表征。 结果表明,铝片上沉积出的钴呈岛状结构,钴岛膜由二次钴粒子和一次钴粒子通过密堆积的方式构成;首次发现具有这种特殊结构的钴对吸附于其表面的有机分子的红外吸收光谱有较大的增强作用,用此钴岛膜对1 mmol/L的对巯基苯甲酸的红外光谱研究时得到很好的红外增强信号,使得表面增强红外光谱可以用于痕量分析、检测。     

Polarization Dependent Time-Resolved Infrared Spectroscopy and Its Applications

Polarization dependent time-resolved infrared (TRIR) spectroscopy has proven to be a useful technique to study the structural dynamics in a photochemical process. The angular information of transient species is obtainable in this measurement, which makes it a valuable technique for the investigation of electron distribution, molecular structure, and conformational dynamics. In this review, we briefly introduce the principles and applications of polarization dependent TRIR spectroscopy. We mainly focused on the following topics: (i) an overview of TRIR spectroscopy, (ii) principles of TRIR spectroscopy and its advantages compared to the other ultrafast techniques, (iii) examples that use polarization dependent TRIR spectroscopy to probe a variety of chemical and dynamical phenomena including protein conformational dynamics, excited state electron localization, and photoisomerization, (iv) the limitations and prospects of TRIR spectroscopy.     

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。     

表面增强拉曼光谱法测定市售奶粉中的硫氰酸根

本文建立了奶粉中SCN-的表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman Spectroscopy,SERS)分析法,并与离子色谱(Ion Chromatography,IC)法结果进行对比分析。在优化条件下,SERS法的线性范围为0.10~0.60mg/L,检出限为0.05mg/L,方法回收率在70.5%~109%之间,RSD小于9.8%。分别采用SERS法与IC法对比分析了35种不同市售奶粉中的SCN-含量。结果表明,两种方法分析结果的相对比值在0.70~1.06之间,方法之间无显著性差异。相比而言,SERS法简单、快速、准确,能满足奶粉中SCN-的快速检测,在奶粉质量监控等方面具有良好的应用前景。     

X-Ray Absorption Spectroscopy on Free Molecules

The most recent spectroscopic method that can be applied to chemical problems is X-ray absorption spectroscopy, in which the excitation of individual core electrons of an atom is studied. The analysis of the spectra with the aid of simple theoretical models yields information both about the core orbitals of the atom and about the unoccupied molecular orbitals, from which various molecular properties can be deduced. These not only include charge distribution, electronic configuration, geometry, and spatial and energy characteristics of orbitals of the molecule under investigation; one can also obtain parameters of radicals (such as stability, bond length, ionization potential, and electronic excitation energy) that differ from the molecule under investigation in that the nuclear charge of one atom is one unit higher.     

Study of Surface-Enhanced Infrared Spectroscopy

In this paper we report a versatile and effective strategy to attain strong surface-enhanced infrared absorption by employing a sandwich system consisting of metal island films and self-assembled monolayers (SAMs) of 4-pyridinethiol. The observed larger enhancement factor stems from coupling of the electric fields induced by excitation of the surface plasmon resonance of the overlayer and underlayer Au island films, and from enhanced chemical interactions of the Au island films and the pyridine molecule in the sandwiched structures, compared to the corresponding SAM-Au configuration. Copyright 2001 Academic Press.