应用于基因分析的最新SERS技术*

表面增强拉曼散射（SERS）是一种基于拉曼散射原理识别生物及化学分子的分析方法。SERS具有灵敏度高、水干扰小、分辨率高、稳定性好等优点,广泛应用于生物分析和生物医学研究领域。近年来,SERS技术在基因分析领域得到迅速的发展,成为国内外研究的热点。本文对应用于基因分析的一些最新SERS技术（包括基因的免标记检测和标记检测）进行较为全面的综述,着重介绍了免标记检测中基于金属纳米粒子和针尖增强拉曼散射的SERS技术,标记检测中基于拉曼活性物、PCR技术、分子信标、基底和标记物的SERS信号放大技术,并概括了基因多组分检测技术及SERS技术的应用前景。     

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。     

金属有机框架材料在表面增强拉曼光谱中的应用研究进展

金属有机框架材料（MOFs）是一种由金属离子和有机配体通过配位化学原理自组装形成的具有周期性网格晶态的多孔结构材料,其独特的结构和性质使其成为具有广阔应用前景的材料。由于MOFs可极大地提高金属表面增强拉曼光谱（SERS）基底的目标富集和信号增强性能,因此,基于MOFs的SERS基底受到了广泛关注。同时,高效的SERS基底使SERS技术可实现高灵敏、高选择性、无损和快速检测。将MOFs应用于SERS技术,极大地促进了SERS技术的发展并拓宽了其应用范围。本文总结了SERS的发展、MOFs基底的类别及其在SERS中的应用,提出了亟待解决的关键问题和挑战,并对其发展前景进行了展望。     

基于聚合物／金属纳米结构镶嵌型柔性基底的表面增强拉曼光谱技术

表面增强拉曼光谱（SERS）技术可极大增强传统拉曼光谱的信号强度,从而拓展拉曼光谱的应用范围．针对SERS技术在分析对象、分析环境的普适性和分析效率方面的限制,本文设计并发展了一种透明、柔性、自支撑SERS基底的制备、保存和使用方法．该基底由聚合物聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）和在其表面镶嵌的金属纳米结构组成,可以通过背入射法用于任意形貌样品表面的直接和在线检测．柔性SERS（Ag）基底在R6G水溶液表面的检测限小于1pmol／L．     

SnO2纳米粒子作为SERS基底的研究

采用溶胶-水热法制备了不同尺寸的SnO2纳米粒子, 并将其作为表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering, SERS)活性基底, 重点探讨了表面缺陷能级与SERS性能的关系. 观察到4-巯基苯甲酸(4-MBA)吸附在150 ℃水热合成的SnO2纳米粒子上的SERS 信号最强, 随着在空气中煅烧温度的升高, SERS信号逐渐减弱. 分别用透射电子显微镜、 紫外-可见光谱、 荧光光谱、 X射线衍射和X射线光电子能谱对SnO2纳米粒子进行了表征. 结果表明, SnO2纳米粒子的表面氧空位和缺陷等表面性质在增强拉曼散射性能中发挥着重要的作用, 表面氧空位和缺陷等含量越高其SERS信号就越强.     

基于可调控咖啡环效应的表面增强拉曼光谱法检测有机染料

表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)是快速、无损检测生物化学物质的良好平台,理论上可检测单个分子水平上的化学物质,但这种潜力受到SERS基底的限制.本研究采用基于可调控咖啡环效应的基底,用于提高SERS在测定痕量分析物时的灵敏度和简便性.通过氧等离子技术改...     

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。     

基于金纳米聚集体的核壳型SERS探针及其细胞内应用

利用金纳米粒子的聚集体作为表面增强拉曼散射（Surface enhanced Raman scattering,SERS）的增强基底,合成了一种二氧化硅包裹的核壳型SERS探针,并成功将该探针应用于活细胞的SERS光谱探测.实验中利用4-巯基苯甲酸（4-mercaptobenzoicacid,4MBA）作为拉曼标记物,...     

一种新型表面增强拉曼活性基底的制备方法

表面增强拉曼光谱技术 (SERS)具有极高的灵敏度 ,对某些分子其灵敏度比常规拉曼光谱高一百万倍 ,能检测吸附在金属表面的单分子层和亚单分子层的分子 ,并提供丰富的分子结构信息 [1～ 5] .活性基底的制备是获得 SERS信号的前提 ,电化学粗糙化的电极、贵金属溶胶及真空蒸镀的金属岛膜是SERS分析中最常用的 3种活性基底 ,在实际应用中各有利弊 .本文报道一种新的制备银纳米粒子基底的方法 ,可使银纳米粒子生长到合适的尺寸 ,以达到最佳SERS增强效果 .利用紫外 -可见光谱和 AFM研究该 SERS基底纳米粒子的尺寸分布和形貌 ,以 1 ,4-(双…     

可循环SERS基底ZnO/Ag纳米材料合成和表征

利用简易、绿色、一锅煮的水热法合成了花状氧化锌/银复合纳米材料。然后利用各种光谱和显微技术对复合物进行了表征,并讨论了其表面增强拉曼（SERS）性能和光催化性能。结果表明氢氧化钠的量对于这种复合纳米材料的形貌和性能具有重要的调节作用。和其他形貌的氧化锌/银复合纳米材料相比较,花状氧化锌/银复合纳米材料具有最佳的光催化性能。同时进一步以花状氧化锌/银复合纳米材料作为SERS基底研究其表面增强拉曼性能,结果表明这种复合材料同时具有很好的表面增强拉曼性能。光催化和表面增强拉曼结果表明这种花状氧化锌/银复合纳米材料有望在有机物检测中作为一种具有很好的可循环性的新表面增强拉曼基底材料。     

基于表面增强拉曼散射特征峰位移检测触珠蛋白

急性脑梗死(Acute cerebral infarction, ACI)具有起病急、死亡率高的特点,快速判断ACI的发生发展对患者的诊治和预后方案的制定具有关键作用。研究表明,人血清中触珠蛋白(Haptoglobin, Hp)的含量水平与ACI有关。本研究采用表面增强拉曼散射技术(Surface enhanced Raman scattering, SERS)结合免疫反应,建立了血清中Hp的定量分析方法。首先,在硅片上制备银纳米粒子SERS基底,以4-巯基苯甲酸(4-Mercaptobenzoic acid, MBA)为拉曼探针,通过形成Ag—S键将其连接在纳米粒子表面,MBA的羧基与自制的高效价Hp抗体的氨基通过酰胺键共价交联连接到SERS基底上,从而形成检测Hp的SERS自组装芯片(Ag/MBA/anti-Hp)。Hp可以被Ag/MBA/anti-Hp基底上的抗体特异性捕获,从而引起MBA的SERS特征峰发生位移。结果表明,Hp浓度的对数与MBA的SERS特征峰位移之间存在良好的线性关系,线性范围为1～1000 ng/mL(R²=0.988)。采用本方法对9...     

基于自组装纳米金单层膜的全内反射SERS研究

采用静电自组装技术分别在玻璃基片和30 nm厚的金膜表面固定一层金纳米粒子（GNP）制得两种表面增强拉曼散射（SERS）基底,然后通过棱镜全内反射（TIR）激励和背向收集模式分别测试了两种基底上吸附的染料单分子层SERS光谱. 实验结果表明两种SERS基底的拉曼增强效果均高度依赖于入射激光的偏振状态,对于玻璃/纳米金SERS基底,s 光全内反射导致的拉曼增强因子是线偏振光（p）光的2-5 倍,说明该基底上的“热点”位于纳米金单层膜内相邻粒子之间;对于玻璃/金膜/纳米金SERS基底,只有采用p光在特定的全内反射角下才能激发SERS信号,而且测得的SERS信号比玻璃/纳米金基底增强了近30 倍. 究其原因是p 光在金膜表面共振激发的传播表面等离子体与纳米金局域表面等离子体耦合,进而导致显著场增强. 实验结果指出在背向收集模式下,由p 光激发的SERS信号是非偏振光,包含强度几乎相等的s 和p 成分. 利用玻璃/金膜/纳米金基底还实现了拉曼光定向发射和收集,测得的SERS信号是p光.     

TiN-Ag@Ag SERS基底制备及其对腺嘌呤的检测性能与增强机制研究

该文制备了TiN@Ag溶胶、TiN-Ag薄膜、TiN-Ag@Ag溶胶3种复合基底对腺嘌呤进行表面增强拉曼光谱(SERS)检测,并对拉曼增强效应进行研究。结果显示,与理论峰位相比,腺嘌呤的SERS图峰位发生偏移,可能是腺嘌呤吸附在增强基底上时分子构型和偶极距发生了改变(理论计算中过多的电子和外部溶剂的参与也会引起峰位偏移)。研究发现TiN-Ag@Ag溶胶基底上腺嘌呤的信号最强,这是因为该基底不仅具有TiN薄膜与Ag纳米颗粒发生共振耦合出现的可使SERS活性明显提高的“热点”,还存在Ag纳米颗粒聚集在Ag纳米棒之间形成的纳米间隙产生的更多“热点”。利用TiN-Ag@Ag溶胶基底对腺嘌呤进行灵敏检测,检出限可达10^-5 mol/L。并通过紫外光电子能谱结合高斯软件中密度泛函理论和时域有限分差法,对各基底的增强机制进行了分析。     

基于Au-Ag合金的EC-SERS光谱监测多巴胺氧化还原反应

采用一锅法即柠檬酸盐还原法合成了大小形貌均匀的Au-Ag纳米颗粒,接着利用咖啡环效应,在ITO玻璃表面固定Au-Ag纳米颗粒,制备出了具有表面增强拉曼散射（SERS）响应的活性基底,该基底表现出优异的SERS重现性与均一性。将其作为EC-SERS的工作电极,通过电化学和SERS相结合的方法来检测Au-Ag表面多巴胺（苯酚）和多巴胺（苯醌）的光谱性质,发现可采用H2O2和GSH调制其在1270、1335和1455 cm-1处的SERS光谱强度。最后通过恒电位法探究了多巴胺（DA）在电极上氧化还原的电位依赖性变化,为研究其氧化还原性质提供了新的依据。     

基于“热点”结构的表面增强拉曼散射基底构建策略

表面增强拉曼散射(SERS)技术以其独特的性质和优势,已在生物医学、分子识别、痕量检测、材料研究等众多领域得到了越来越广泛的应用。制备出成本低廉、性能优良的SERS基底是推动SERS技术进一步发展,实现SERS技术更加广泛应用于各个领域的关键之一。本文综述了SERS基底的基本制备方法,总结了基于"热点"结构的一维、二维和三维基底构建策略,并对未来SERS基底的研究动向进行了展望。     

利用去湿现象制备具有SERS活性的银纳米粒子图案

构建了具有表面增强拉曼散射(SERS)活性的二维有序环状与盘状的银纳米粒子结构, 利用CTAB包覆银纳米粒子的氯仿溶液直接在图案化的金基底上进行去湿, 当改变银纳米粒子的浓度时可以得到不同的图案. 利用原子力显微镜(AFM)对其结构进行了表征, 以4-巯基吡啶作为探针分子, 采用表面增强拉曼成像技术研究了这种基底的SERS活性, 这将为SERS的研究开拓新的领域.     

Au/Ag复合纳米笼在表面增强拉曼光谱中的应用

表面增强拉曼光谱（SERS）技术是一种基于贵金属纳米结构基底对被检测物进行高灵敏度检测的一种方法.具有特殊纳米结构的贵金属表面受到激光的照射时，金属表面的自由电子会受到极大的振荡，当入射光频率与振荡频率相近时，则会发生表面等离子体共振现象（SPR），使金属表面的局域电场强度极大增强，入射光强度和散射光强度都得到成倍的放大，从而使吸附在贵金属纳米结构表面的分子的拉曼散射信号得到有效的增强.使用NaBH₄还原-酸刻蚀模板法，制备了八面体Au/Ag复合纳米笼，其形貌规整，尺寸均匀约为600 nm，无Cu₂O模板的残留，Au元素均匀负载在Ag纳米笼上，质量分数约为16.8%；Au/Ag复合纳米笼的紫外可见吸收峰相对于Ag纳米笼发生了红移，更重要的是，Au和Ag元素协同赋予了复合纳米笼超高的SERS灵敏度和重复性，Au/Ag复合纳米笼实现了对罗丹明6G的痕量检测（5×10^-14 mol/L），通过时域有限差分法（FDTD）模拟证实：这主要归因于等离子共振作用产生的高电磁场强度；此外，Au元素的加入使Au/Ag复合纳米笼具有优异的抗氧化性和化学稳定性，即使在1%的H₂O₂溶液中浸泡3 h，仍然能够保持优异的SERS性能.八面体Au/Ag复合纳米笼有望成为一种具有应用前景的高灵敏度、高稳定性的SERS基底.     

基于表面增强-差分拉曼光谱联用技术快速检测化妆品中唑类抗真菌药物

采用位移激发差分拉曼光谱（SERDS）与表面增强拉曼光谱（SERS）联用技术检测3种唑类抗真菌药物氟康唑、联苯苄唑、克霉唑。采用单因素分析法确定了合成金纳米粒子（Au NPs）时柠檬酸三钠的最佳添加量并计算了其增强因子，同时确定了促凝剂的最优选择以及SERS检测时Au NPs、促凝剂和待测液的最佳配比及检测时间。对比了化妆品中3种唑类抗真菌药物差分拉曼SERS及单光源SERS检测的定量分析模型，差分拉曼SERS具有较好的线性关系。氟康唑、联苯苄唑、克霉唑的平均回收率分别为93.2%, 97.8%和103.0%，相对标准偏差为1.0%～2.1%，检出限为0.10～0.25 mg/L。该方法适用于化妆品中唑类抗真菌药物的定量与定性分析。     

基于贵金属纳米粒子的SERS活性基底研究进展

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种新兴的分析技术,具有很高的检测灵敏度,可以实现单分子量级的检测,并且能够提供丰富的分子结构信息。将SERS发展成为一种具有实际应用意义的分析技术,其关键是制备灵敏度高、稳定性高、重现性好、选择性高的SERS活性基底。对贵金属纳米粒子表面进行分子修饰,或者将贵金属纳米粒子与基质材料进行复合,可以组成融合贵金属纳米粒子的SERS活性并弥补其缺陷的新型SERS基底材料。本文综述了近年来基于贵金属纳米粒子常见的分子修饰和基质复合型SERS活性基底的研究进展。     

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。