银纳米颗粒阵列的表面增强拉曼散射效应研究

利用具有高密度拉曼热点的金属纳米结构作为表面增强拉曼散射(SERS)基底,可以显著增强吸附分子的拉曼信号.本文通过阳极氧化铝模板辅助电化学法沉积制备了高密度银(Ag)纳米颗粒阵列;利用扫描电子显微镜和反射谱表征了样品的结构形貌和表面等离激元特性;用1, 4-苯二硫醇(1, 4-BDT)为拉曼探针分子,研究了Ag纳米颗粒阵列的SERS效应.通过优化沉积时间,制备出高SERS探测灵敏度的Ag纳米颗粒阵列,检测极限可达10~(-13)mol/L;时域有限差分法模拟结果证实了纳米颗粒间存在强的等离激元耦合作用,且发现纳米颗粒底端的局域场增强更大.研究结果表明Ag纳米颗粒阵列可作为高效的SERS基底.     

单分散银纳米颗粒的超声辅助制备及表面拉曼与荧光增强效应

以硝酸银和甲硼烷叔丁胺络合物分别为反应前驱物和还原剂,在油胺油酸体系中,利用超声辅助方法在室温下制备出粒径为3.4 nm的单分散银纳米颗粒．通过XRD、TEM和EDX对产物进行表征,结果显示产物具有典型的面心立方结构,单分散特征明显、尺寸分布均匀,且最可几尺寸为3.4 nm．超声反应时间、油胺和油酸的用量及其比例对银纳米晶的形貌和尺寸有重要影响,其中油胺溶剂的使用是控制单分散银纳米晶尺寸的关键．同时,研究显示单分散银纳米颗粒对罗丹明6G模型分子具有很强的拉曼增强效应;双光子荧光照片显示其具有很好的荧光增强效应．     

覆银银电极上哌啶分子的表面增强拉曼散射研究

通过改进电极修饰方法,在粗糙银电极上沉积银纳米颗粒,得到了哌啶分子吸附在覆银银电极上的高质量SERS谱,并研究了电位对哌啶分子在这种覆银银电极上SERS光谱的影响。实验表明,沉积有银纳米颗粒的粗糙银电极是一种新的高效SERS活性基底,分析并解释了覆银银电极能产生极强的增强效应的可能原因。     

基于单个花状银纳米颗粒的表面增强拉曼散射效应研究

在室温下,以硝酸银为银源,抗坏血酸为还原剂,通过调节表面活性剂聚乙烯吡络烷酮的浓度,实现对花状银纳米颗粒的可控制备。利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射和X射线能谱等手段检测并分析了材料的形貌结构和成分组成。实验结果表明,当聚乙烯吡络烷酮的浓度为0.1 mol/L时,所制备花状银纳米颗粒的表面结构达到最精细的状态且颗粒的尺寸达到微米量级,适合对单颗粒进行定位与光学性质研究。以结构最优化的花状银纳米颗粒为表面增强拉曼散射基底材料,以羟基苯甲酸为探针,对单个和少数颗粒的表面增强拉曼散射效应进行了研究,并借助暗场散射光谱分析了基底的表面增强拉曼散射机理。结果显示,该花状银纳米颗粒因其独特的表面结构为拉曼信号增强提供了大量“热点”。良好的拉曼性能以及较低的制备成本表明,该新型表面增强拉曼散射基底具有很大的应用前景。     

纳米结构Si表面增强拉曼散射特性研究

为了实现低成本高灵敏度的表面增强拉曼散射效应,制备了一种基于硅表面纳米结构的表面增强拉曼散射效应（SERS）衬底。首先利用低能反应离子注入的方法对单晶硅进行表面处理,制作高陡值度的墙壁结构。然后采用电子束蒸发的方式在硅片表面蒸镀银膜,高密度的银纳米点阵列出现在侧壁表面,形成大量的热点。实验采用罗丹明6G（R6G）作为探针分子进行表征,发现获得最强拉曼信号的银膜厚度为40 nm,R6G的探测极限能达到10^-14 mol/L;同时分析衬底的重复性和稳定性,发现在614 cm^-1和1 650 cm^-1处的拉曼信号特征峰的相对标准偏差分别达到12.3%和14.3%,保存一个月的衬底测得的拉曼信号强度保持不变。本研究提供了一种操作简单、成本低的制备高灵敏度增强拉曼效应衬底的方法,制备的衬底具有高信号可重复性和高稳定性的优点。     

太赫兹波段纳米颗粒表面增强拉曼散射的研究

研究了太赫兹波段纳米颗粒的表面增强拉曼散射,证明在太赫兹波段同样存在拉曼增强现象。通过研究表面增强拉曼散射的电磁增强原理,提出利用时域有限差分法仿真模拟纳米颗粒在太赫兹波照射下的表面增强拉曼散射,分析了太赫兹波的增强效果。仿真实验表明,时域有限差分法可以有效精确仿真太赫兹波段纳米颗粒的散射效果,结果使表面增强拉曼散射从可见光和红外波段扩展到太赫兹波段,为太赫兹波与表面增强拉曼散射的结合应用提供了依据。     

缝隙增强拉曼探针：制备、光学属性和应用

缝隙增强拉曼探针(Gap-enhanced Raman tags, GERTs)是一种基于表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)技术的新型核壳纳米光学探针。SERS是一种非常敏感的光谱技术,用于检测分子的振动和转动信息。在SERS中,当分子与金属纳米结构(如金、银纳米颗粒)接触时,会产生强烈的拉曼散射信号增强效应,可以使分子的拉曼散射信号增加10个数量级以上。GERTs探针通过将拉曼报告分子包埋在颗粒内部缝隙中,获得超高的检测灵敏度,可达到单颗粒检测水平,同时,其具有分子特征光谱、特异性高,因此被广泛应用于各个领域。本文介绍了GERTs的制备和光学属性,以实现满足于实际应用的高拉曼性能的GERTs探针。同时,我们对GERTs首次作为物理不可克隆标签的应用,以及其在生物医学成像和综合诊疗方面的最新进展进行了全面综述。最后,我们对GERTs在真实应用场景中所面临的挑战进行了全面评估,为推动GERTs技术的临床转化提供了重要的参考依据。展望未来,随着进一步的研究和发展,新型、稳定且高亮度的GERTs探针定将成为一项关键的分析工具...     

银胶体系中皮考酸的原位变温表面增强拉曼散射研究

研究了温度对皮考酸(2-吡啶羧酸)分子在银胶体系中表面增强拉曼散射(SERS)谱的影响。变温范围在22℃～80℃时,皮考酸吸附在银纳米颗粒表面的SERS谱是可逆的,说明银胶体系在此温度范围内是一种稳定的SERS活性基底。银胶与皮考酸的混合液在持续加热的过程中,SERS谱的整体强度增强,但各谱峰的相对强度变化不大,分析认为在22℃～80℃范围内,皮考酸分子在银纳米颗粒表面的吸附方式基本不变,一直以羧基和N原子上的孤对电子共同作用侧立吸附在银纳米颗粒表面,文中还解释了SERS强度整体增强的原因。     

PS微球阵列的制备与表面增强拉曼散射研究

为了研究不同直径PS微球(表面溅射Ag膜)基底的表面增强拉曼散射(SERS)效应,制造了一个新的表面增强拉曼散射(SERS)基底。通过在n型(100)单晶硅片上采用旋涂的方法,得到不同直径的呈六角形有序排列的单层PS微球阵列,然后在PS微球阵列表面磁控溅射一层约30 nm的Ag膜。利用拉曼光谱仪以罗丹明R6G为探针进行了SERS光谱测定,分析比较了不同直径PS微球阵列的表面增强拉曼散射效应,结果表明,溅射有Ag膜的PS微球基底在不同直径下均有不同程度的SERS效应。随着微球直径的增加,PS微球阵列的起伏程度不断加强(粗糙度不断增加),SERS信号逐渐增强,当球直径达到600 nm时,峰的增强信号达到最大,进而获得了一个最优化的SERS基底。同时发现在基底上获得了高信噪比的R6G的SERS光谱, 与苯环相关的一系列CC双键伸缩振动特征谱以及与苯环相关的面内、面外变形振动特征谱均获得了明显增强。这种单一的大区域的拉曼散射基底,呈现出高低相间起伏分布的微观形貌,不同PS微球之间的空隙和深度有很明显的不同,能够显著改善表面Ag膜颗粒的大小和分布,进而提高了PS微球基底的SERS活性。该基底所具有的特殊阵列结构使其在利用SERS探究化学和生物等领域的单分子结构有很大的应用潜力。     

六氢吡啶的表面增强拉曼散射研究

表面增强拉曼光谱在化学、生物及表面科学等领域都有广泛应用, 因此六氢吡啶的表面增强拉曼光谱的研究具有重要意义。实验用法国JOBIN YVON公司的光谱仪测定了六氢吡啶的正常拉曼光谱及其在银溶胶、银膜表面的表面增强拉曼光谱(SERS), 确保了实验结果的可靠性。利用表面增强拉曼散射技术研究了六氢吡啶的拉曼谱, 对它的拉曼峰进行了指认, 并得出了在银表面的吸附方式。同时分析了六氢吡啶在银溶胶及银膜表面拉曼散射光强增强程度不同的原因。     

静电纺丝法制备聚丙烯腈/银纳米粒子复合纳米纤维及其SERS特性

利用静电纺丝技术制备了一种聚丙烯腈/银纳米粒子复合纳米纤维的表面增强拉曼光谱基底。通过调节聚丙烯腈溶液的浓度可得到不同直径、不同厚度的纤维薄膜,将聚丙烯腈的N,N-二甲基甲酰胺溶液与硝酸银溶液混合得到聚丙烯腈/Ag种子溶液,然后利用静电纺丝技术制备聚丙烯腈/Ag种子/AgNO₃复合纳米纤维;加入AgNO₃并利用水合肼二次还原后可制备适合拉曼检测的聚丙烯腈/Ag纳米粒子复合纤维膜,聚合物纤维表面和内部的金属纳米粒子的密度可调节。通过调节不同的纳米粒子的密集程度,可构筑出具有较高的电磁场增强效果的特殊的“热”结构(高局域强电磁场的亚波长区域)。而聚合物纤维内部的银纳米粒子可通过溶胀作用吸附更多的探针分子,提高拉曼检测的灵敏度。该基底有很好的SERS信号,并且可大规模制备。     

Surface Enhanced Raman Scattering on Self-assembled Nano Silver Film Prepared by Electrolysis Method

用一种廉价的电解方法制备了纳米银膜,并详细研究了在这种银膜上的表面增强拉曼散射效果．结晶紫为本实验的检测性分子．通过实验发现,这种银膜用便携式拉曼光谱仪测试并计算出的表面增强拉曼散射的增强因子为603,并对结晶紫的最小检出限为0.1 nmol/L     

表面增强拉曼光谱研究聚乙烯咔唑(PVK)在银表面的吸附状况

ＰＶＫ表面增强光谱及粉末拉曼光谱的对比分析表明,ＰＶＫ分子是通过杂五环和邻 双取代苯环同衬底银表面吸附的,且ＰＶＫ分子与银原子之间存在电荷转移。     

含咔唑与偶氮分散红共聚物的表面增强共振拉曼光谱研究

借助于表面增强共振拉曼光谱散射(SERRS)技术,研究了一种新型的偶氮聚合物材料侧链含咔唑与偶氮分散红共聚物(CAP)在化学沉积法制备的银膜表面的拉曼峰增强和吸附行为。实验结果显示,CAP在银表面的状态为: 聚合物通过咔唑单体中咔唑基团和偶氮单体中硝基与银膜衬底发生物理吸附,而聚合物的主链与衬底相距较远没有相互作用。可以推测,聚合物在衬底表面的这种状态将对偶氮光存储器件的稳定性和工作效率产生不良影响。     

葡萄糖分子的表面增强拉曼光谱研究

本文以密度泛函理论(density functional theory, 简称DFT)采用B3LYP混合泛函和6-31++G(d, p)基函数组计算的葡萄糖的分子振动光谱为根据, 首次对葡萄糖分子的常规拉曼光谱(NRS)进行了详细的指认, 并对葡萄糖分子的振动模式进行了归属。在以4-巯基吡啶为桥联剂分子修饰的银镜衬底上, 观测到葡萄糖分子的表面增强拉曼散射(SERS), 并对葡萄糖分子在银表面的吸附状态进行了分析。     

肿节风的表面增强拉曼光谱检测

提出一种基于表面增强拉曼光谱的中药材肿节风饮片的检测方法。采用柠檬酸三钠还原硝酸银制备银溶胶,以银胶纳米粒子为增强基底测得肿节风茎切片的表面增强拉曼光谱(SERS)。发现银胶直接作用于药材表面的SERS信号明显增强,肿节风茎切片SERS光谱中在637,1 176,1 309,1 476,1 612 cm^-1处都可观察到明显的拉曼特征峰。通过一阶导数拉曼光谱分析技术和对照品异嗪皮啶谱峰指认,可将获得的SERS峰位分别归属于吡喃酮环、甲氧基和酚羟基分子结构。研究结果表明,SERS技术可为肿节风和其他中草药的生产和质量监控提供一种快速、方便和直接的检测方法。     

对-香豆酸与人血清白蛋白相互作用的荧光和表面增强拉曼光谱研究

在模拟生理条件下,应用荧光光谱和表面增强拉曼光谱法对对-香豆酸(p-CA)与人血清白蛋白(HSA)的结合机理进行研究。结果表明,p-CA对HSA的荧光猝灭机制为静态猝灭,并伴有非辐射能量转移。荧光光谱显示,在298,304,310 K下,p-CA与HSA的结合常数(KA)分别为3.41×10~4,2.09×10~4,1.38×10~4L/mol,结合位点数(n)近似为1。表面增强拉曼光谱研究揭示,p-CA的酚基与HSA有效结合。标记竞争实验指出,p-CA在HSA上的结合位点主要在SiteⅠ。反应过程热力学参数表明,二者间的作用主要为静电引力,且根据Frster能量转移理论求得p-CA与HSA间的距离为5.11 nm。同步荧光光谱显示,p-CA的结合没有导致HSA构象发生明显变化。     

pH Dependence of Surface Enhanced FT-Raman Scattering of Ω-Mercaptoalkanols on Silver Surface

Fourier transform surface enhanced Raman spectrometer is used to characterize Ω-mercaptoalkanols (HO(CH₂)_nSH, n=2, 6) chemisorption on silver surface from their aqueous solution of different pH values.     

Study of PH Dependence of 2-Mercaptobenzothiazole by Surface Enhanced FT-Raman Scattering

Fourier transform surface enhanced Raman spectrometer is used to characterize 2-mercaptobenzothiazole chemisorbed on silver surface from its aqueous solution of different pH values. the adsorbent conformation which determines its protection ability can change with pH value.     

Surface—Enhanced Raman Scattering of Humic Substances Adsorbed on Silver Sols

Surface - enhanced resonance Raman scattering of humic and fulvic acids from various sources adsorbed on silver sols were investigated. Only in acidic conditions, the strong SERRS spectra of humic substances were observed and these results revealed the disordered graphite structures of almost all the samples. The detection limits were 5 – 80 ug/L. Thus SERRS appears very promising in analysis and detection of humic substances in complex systems as well as real environment.