以PAA为模板制备SERS基底及对三聚氰胺的检测

采用热蒸镀的方法直接在多孔氧化铝(porous anodic alumina,PAA)模板上蒸镀几微米的银膜,然后在HCl溶液中溶解掉模板,得到表面具有纳米尺度规则结构的银膜作为表面增强拉曼散射(surface-en-hanced Raman spectra,SERS)基底,并在该基底上测量了吡啶溶液(0.01 mol.L-1)的增强拉曼光谱,发现平均增强因子大于105。与直接在载玻片上蒸镀的银膜相比,具有纳米尺度规则结构银膜的增强效果提高了30倍。改变激发光功率测量吡啶的拉曼光谱,和普通拉曼散射一样,增强拉曼光谱的峰值强度随激发光强度线性变化,并在该基底上测量了三聚氰胺的拉曼光谱,发现在1 mW的激发功率下对于三聚氰胺的检出限为2.5 mg.L-1。     

利用AAO模板制备SERS基底检测SudanⅠ

通过模板法制备大面积、可控的、可重复的、热点集中的金纳米结构阵列,并在纳米结构阵列上通过化学修饰分子,吸附更多苏丹红Ⅰ分子至金纳米的SERS增强区域,实现其高灵敏的表面增强拉曼分析检测。以多孔阳极氧化铝为模板,通过真空蒸镀金,约200 nm厚度,复制氧化铝的孔洞结构,用碱液将氧化铝模板腐蚀去除,可得到氧化铝模板的互补结构,即大面积的、均匀的金半球纳米结构阵列。在金纳米结构阵列上修饰十二硫醇,硫醇巯基端与纳米金相结合,碳链端自组装形成非极性的疏水环境,疏水环境可以捕获苏丹红Ⅰ分子,使其吸附至纳米金结构表面的SERS增强区域,实现苏丹红Ⅰ的SERS检测。由于SERS基底表面的金半球纳米结构均匀、规整,在激光光斑的区域内,苏丹红Ⅰ的SERS信号均匀、稳定,可以对苏丹红Ⅰ进行定量分析。苏丹红Ⅰ的拉曼峰强度对数与浓度对数之间呈线性关系,线性相关系数达0.99,线性范围为5×10-4～10-7mol·L-1,回收率范围77%～117%。此方法的检测限可达到4×10-8mol·L-1,与国标的高效液相色谱的检测限相当。     

一类菁染料的SERS光谱研究

本文报导了一类菁染料在银溶胶中和吸附在硝酸刻蚀的银和铜箔上的SERS 光谱以及两种方式的比较。对硝酸刻蚀粗化银和铜箔表面的最佳条件进行了讨论,区别于银溶胶,用粗化银和铜箔测得了共振 SERS 光谱。提出了菁染料分子在铜、银表面吸附的可能方式。     

罗丹明6G在银纳米线阵列上的SERS光谱研究

制备出有序、均匀的活性衬底一直足表面增强拉曼散射(SERS)研究中的关键.阳极氧化法制备的多孔氧化铝膜的结构有序、均匀,为纳米金属SERS基底的制备提供了模板.以沉积了银的多孔氧化铝组装体为衬底,研究了罗丹明6G(Rh6G)分子的表面增强拉曼散射光谱.结果表明,沉积了银的多孔氧化铝模板是很好的SERS衬底,Rh6G分子在此衬底上的SERS谱强度与银纳米线在表面的显露高度有关,而其拉曼频移未受表面状态的影响,而PO43-离子的存在使SERS强度得到很大提高.     

基于纳米多孔银的磺胺类药物SERS光谱检测

抗生素和磺胺类药物在预防感染,治疗疾病方面起到巨大作用,从而被广泛使用。由于这些药物在生物体中无法完全代谢,随着食物链循环造成环境污染并对人类形成持续危害。近年来对于这些药物的监管逐渐被人们所重视。基于局域表面等离子体共振的表面增强拉曼光谱法(SERS)可以将吸附在粗化的金属表面分子的拉曼信号进行增强,检测极限可达单分子量级,因此,SERS相关技术被广泛用于痕量物质检测,检测极限主要决定于SERS基底的活性。本研究工作采用脱合金方法,制备出了均匀、孔径可调纳米多孔银基底,并用于磺胺嘧啶和磺胺醋酰检测,检测极限达到了0.25μg/kg和2μg/kg,远远低于我国农业部规定的磺胺类药物最大残余量100μg/kg。且拉曼特征峰峰强与药物的浓度表现出良好的线性关系,检测动态监测范围高达6个量级。研究所得纳米多孔银可推广用于其他物质检测,具有潜在的应用价值。     

银溶胶SERS光谱在分析方面的应用研究

本文利用乙醇作为内标对结晶紫进行了定量分析,对最佳溶胶粒度进行了选择,并使结晶紫的检测限降至5×10~(-12)mol/l,实验中还对 KCl、乙醇等对溶胶粒度的影响进行了研究,并讨论了溶剂极性对 SERS 谱带频率的影响。通过1620cm~(-1)苯环伸缩振动频率的位移现象对结晶紫的吸附取向进行了初步探讨。     

甲氰菊酯在纳米银膜上的SERS光谱检测

本文将聚乙烯醇(PVA)包覆的纳米银粒子组装在铝片表面形成的纳米银薄膜作为表面增强拉曼散射基底,使用扫描电镜对纳米银膜的表面形貌进行了表征。同时采用近红外激光(785nm)作为激发光对甲氰菊酯的丙酮溶液(10-4~10-7 mol/L)进行了近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)光谱检测。结果表明该方法对甲氰菊酯的检测极限为10-6 mol/L。最后对甲氰菊酯的NIR-SERS光谱重现性进行了检测,即分别检测了浓度为10-4 mol/L和10-5 mol/L的甲氰菊酯丙酮溶液各6个样品,实验结果表明该纳米银膜在检测甲氰菊酯时体现出了较好的重复性。     

莽草酸FTIR，FT-Raman光谱及SERS研究

报道了莽草酸的FTIR,固态及饱和液态的FT-Raman光谱, 归属并分析了莽草酸分子内各基团的振动峰位及其相应基团在两种振动光谱中的振动峰位变化规律。利用表面增强拉曼散射(SERS)光谱及表面吸附选择定律研究了莽草酸在以银粒子为活性基底表面的吸附状态及其不同浓度变化对其SERS的影响,探讨了莽草酸在银粒子表面的吸附机理和规律。实验结果表明,红外与拉曼光谱结合较为全面地解析了莽草酸的分子结构中各基团的振动情况;获得了莽草酸在银粒子表面的最佳SERS效应的浓度范围, 莽草酸浓度小于1×10-3 mol·L-1时, 其SERS明显趋好;根据SERS作用机制,莽草酸的分子在银粒子表面的吸附主要是通过其羟基、羧基的电荷转移机制及其亚甲基、次甲基的电磁作用机制共同作用;其环内双键没有明显SERS表明其未能在银粒子表面产生有效吸附理。     

氧化铜纳米粒子的制备及其SERS特性

采用激光刻蚀法在水溶液中制备了氧化铜纳米粒子,刻蚀完成后将氧化铜胶体沉积在铝片上形成一层氧化铜岛膜.所得纳米粒子的紫外—可见吸收峰在280 nm处,表明所得为氧化铜.原子力显微镜观察表明所制得的纳米粒子具有椭圆状结构,长轴约为30～50 nm,厚度约为8 nm.扫描电镜图片显示氧化铜粒子沉积在铝基底后形成了大小在0.5...     

养殖水体中孔雀石绿的SERS光谱识别

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种重要的高灵敏度分析技术。 基于SERS的技术特点,建立了真实体系下孔雀石绿定性检测方法。 提出了一种光谱自动识别算法,有机整合了稳健的傅里叶变换基线校正,基于主成分分析的特征提取与人工神经网络分类器。 该方法结合基线的低频特征,通过迭代傅里叶变换实现基线校正;通过样本空间中类间与类内的欧氏距离判别自动获取拉曼光谱信号主成分的最优组合,实现光谱数据的降维与特征提取;最后构建三层反向传播神经网络分类器进行样本分类。 实验结果表明,基线去除可排除基线变化对检测结果的影响;光谱主成分的优化组合可减小基线校正残余及复杂体系中被测物以外的物质拉曼峰对检测结果的干扰,同时实现了分类器最小化。 该方法用于养殖用海水中孔雀石绿的现场检测,最低检出浓度0.1 μg·L-1。 该方法具有可拓展性,可以直接应用于其他溶胶/凝胶体系中SERS光谱的定性分析。     

DNA模板自组装正电荷纳米金基底的增强SERS效应

本文将合成的直径为10 nm的正电荷金纳米颗粒通过静电作用高密度自组装到带负电荷的长链λ-DNA分子上, 形成了高密度的具有纳米间隙的金纳米颗粒网络结构。研究了孤立的金纳米颗粒和所自组装的金纳米颗粒-DNA复合材料作为表面增强拉曼散射(SERS)基底的活性。原本对SERS信号响应较弱的10 nm直径的金纳米颗粒, 在自组装到DNA上形成具有纳米间隙的金纳米颗粒网络后, 产生了均匀、一致、强烈的SERS增强响应。我们利用用该基底对罗丹明G(R6G)、吡啶(Py)和对巯基苯胺(4-ATP)等不同类型的小分子化合物进行SERS检测的结果表明, 此方法制备SERS基底产率高、均一, 具有较好的SERS增强效果好, SERS信号稳定性和重复性相对常规孤立的金纳米颗粒SERS基底有很大提高。     

SERS Platforms of Plasmonic Hydrophobic Surfaces for Analyte Concentration: Hierarchically Assembled Gold Nanorods on Anodized Aluminum

Efficient and homogeneous surface‐enhanced Raman scattering (SERS) substrates are usually prepared using lithographic approaches, physical evaporation, or in situ chemical reduction. However, these approaches are time‐consuming, expensive, and very difficult to upscale. Alternatively, template‐assisted approaches using colloidal suspensions of preformed nanoparticles have become more popular because of their low cost, fast production, and ability to be scaled up easily. One of the limitations of these methods is the dimensions of the structured surfaces. In this context, a new method for designing low‐cost, up‐scalable surface patterns that match building block dimensionality based on anodization of aluminum, enabling a hierarchical organization of anisotropic nanoparticles, is presented. The proposed new technology starts with anodized aluminum oxide with regular parallel linear periodicities. To produce a highly efficient plasmonic surface, gold nanorods are assembled into parallel lines where the long axes of the Au rods are also oriented along the substrate lines, thus inducing reproducible tip‐to‐tip plasmonic coupling with the corresponding generation of highly active hotspots. Additionally, this advanced material presents an inherent hydrophobicity that can be exploited as a method for concentration of analytes on the surface. SERS detection is demonstrated with benzenethiol and 2‐naphtoic acid.     

Ag纳米粒子聚集体的SiO2包覆及其SERS效应

为实现表面增强拉曼散射（SERS）信号的快速检测分析,报道了一种简单的利用SiO₂包覆对巯基苯甲酸（4MBA）修饰的Ag纳米粒子形成核壳结构纳米颗粒SERS标记物的方法。通过调控溶液中硝酸钠的浓度来控制4MBA-Ag的聚集程度,获得不同的“热点”效应,然后利用SiO₂包覆实现对聚集体的固定。扫描电镜结果证实此种方法非常有效。该体系中SERS的信号强度依赖于4MBA-Ag的聚集程度。该研究结果有助于实现聚集体SERS标记物在生物成像、检测和传感等方面的应用。     

维生素A酸在银溶胶液中的表面增强拉曼散射光谱

将水中不溶的药物维生素A酸(VAA)溶于氯仿中,然后与银溶胶液混合,振摇,取静置分层后的上层溶胶液测定表面增强拉曼光谱,氯仿在银溶胶中无表面增强效应,不干扰维生素A酸的测定。与固体粉末拉曼光谱相比较,对光谱峰归属进行了解释。通过分析CO伸缩振动带和ν(COO)振动峰明显增强的现象,讨论了维生素A酸分子在银颗粒表面可能的吸附取向,并推断维生素A酸在银表面的吸附发生在COO-基团。以维生素A酸表面增强拉曼光谱在1583cm-1处的峰强度对浓度进行线性回归,求得线性回归方程Y=10×108+95585,在10×10-6～50×10-5mol·L-1范围呈良好的线性关系,最小检测限为10×10-7mol·L-1。结果表明,维生素A酸表面增强拉曼光谱峰数量少,灵敏度高,是定量分析痕量维生素A酸的很好方法。     

银纳米粒子的SERS效应和SEF效应在微流控芯片光学检测中的应用

银纳米离子的SERS技术和SEF技术的信号检测灵敏度非常高,可以用在微流控芯片的定量分析中。为了提高微流控芯片光学检测技术的检测精度,提出一种在微通道中添加银纳米粒子来增强SYBR GreenⅠ拉曼和荧光信号的方法,并对该方法的原理和增强效果进行了研究。首先,利用准分子激光器在PMMA基板上直写刻蚀出宽200 μm、深68 μm的微通道,接着将制备的银前体溶液加入微通道,通过加热制备出表面增强拉曼（SERS）和表面增强荧光（SEF）基板,接下来对添加银纳米粒子前后的拉曼和荧光信号分别进行对比,进一步研究了微通道中不同浓度银纳米粒子对SYBR GREEN I的拉曼和荧光信号增强效果。添加银纳米粒子后,表面增强拉曼（SERS）实验的增强因子为3.5×10³,添加银纳米粒子的样品的荧光信号强度与不含银纳米粒子样品的荧光信号强度相比,约增加了1倍。结果表明,在微通道中检测SYBR Green I时通过增加银纳米粒子显著地增强了拉曼和荧光信号,这种方法可以用在以SYBR GreenⅠ做染料的微流控芯片检测技术中。     

氧化铝模板制备过程中酸性电解液对模板参数的影响

多孔阳极氧化铝模板表面分布有纳米级微孔,其尺寸可调、有序性高,并且制备工艺简单,价格低廉,是合成各种纳米材料的重要方法.本文详细讨论了制备过程中各种实验条件对氧化铝膜参数的影响;给出了制备各种孔径高质量氧化铝模板的最佳实验条件,并对多孔氧化铝模板的应用前景做出了展望.     

SERS imaging of silver coated nanostructured Al and Al2O3 substrates. The effect of nanostructure

The last few years have witnessed rapid development of highly ordered and reproducible surface‐enhanced Raman scattering (SERS) nanostructured substrates for their potential medical and analytical application such as biosensing and bioimaging. In this work, 5‐nm silver films deposited on nanostructured Al and Al₂O₃ templates are investigated as substrates for SERS. The chosen templates show different honeycomb nanostructures with two sets of dimension, i.e. pore diameter of ca. 25 and 50 nm and interpore distance of ca. 56 and 100 nm. The SERS imaging results reveal that the signal of the probe molecule (4‐thiazolidinone‐2‐thione) is distributed inhomogeneously on the substrate surface, and this fact is correlated with the morphology of nanostructures determined by atomic force microscopy. The variation of SERS intensity among the substrates is strongly correlated with the shape and size of potential SERS‐active sites, e.g. nanocups and nanopores. The strongest SERS response is found for the Ag/Al₂O₃ template anodized in sulfuric acid, which represents the nanopore array with the smallest dimensions (e.g. pore diameter, interpore distance etc.). Furthermore, depending on size and nanostructure shape, changes in the adsorption mechanism of the probe molecule are observed. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

多孔氧化铝模板催化制备定向碳纳米管阵列

在不加过渡金属做催化剂的前提下,利用化学气相沉积法在二次阳极氧化法制得的多孔氧化铝模板中制备沉积了定取向碳纳米管阵列。考察了不同沉积温度以及退火处理对沉积结果的影响。温度达到600℃以上时,能得到开口的、定取向的多壁碳纳米管阵列；当沉积温度降至550℃左右时,沉积结果中存在碳纳米管、纳米纤维以及类似于弯曲的竹节状的结构；温度继续降低至500℃以下时,不能得到碳纳米管或碳纳米纤维；从实验结果中可以得出,在氧化铝模板中沉积碳纳米管过程中氧化铝起到了催化乙炔裂解以及催化沉积的碳石墨化成碳纳米管两种作用。另外,退火处理虽然能够提高沉积的碳纳米管的石墨化程度,但是也可能会引入新的缺陷。     

海胆状金纳米粒子表面形貌对表面增强喇曼散射特性的影响

采用改进的一步还原法合成了多种海胆状金纳米粒子,并对它们的表面增强喇曼散射特性与其表面形貌的关系进行了实验研究.实验表明,合成的海胆状金纳米粒子的直径及表面的尖刺大小可以通过改变加入到氯金酸溶液中的硝酸银的量来调节.当加入到氯金酸溶液中的硝酸银为1μL时,合成的海胆状金纳米粒子的直径最小而尖刺最长.同时测量的紫外-可见-近红外吸收光谱表明,海胆状金纳米粒子的局域表面等离子体共振带会随着加入到氯金酸溶液中的硝酸银量的增加而变宽.此外,通过喇曼标记分子对巯基苯甲酸(4MBA)的喇曼光谱测量发现,较小直径和较长尖刺的海胆状金纳米粒子具有更强的表面增强喇曼散射活性.