核壳纳米粒子与牛血清白蛋白表面增强拉曼光谱的研究

本文用表面增强拉曼光谱(SERS)系统地研究了牛血清白蛋白(BSA)与Ag/Pt核壳纳米粒子的相互作用,特别是核壳纳米粒子与被吸附的牛血清白蛋白分子之间的界面作用,并用紫外可见光谱、圆二色光谱(CD)作为辅助手段进一步证实了BSA与核壳纳米粒子的作用状况.通过紫外光谱研究发现,核壳纳米粒子的特征吸收峰的消失表明纳米粒子完全被牛血清白蛋白包覆.用近紫外CD光谱探讨了血清白蛋白的芳基氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸)残基微环境的变化.为探讨牛血清白蛋白与Ag/Pt核壳纳米粒子的作用机理及纳米尺寸的生物效应奠定了理论基础.     

Au@SiO2核壳纳米粒子的制备及其表面增强拉曼光谱

采用柠檬酸钠还原氯金酸法制备金溶胶, 以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源, 氨水作催化剂, 制备以金为核, 二氧化硅为壳的核壳纳米粒子. 金纳米粒子的粒径可以通过柠檬酸钠和氯金酸的比例控制, 通过调节TEOS的量和反应的时间可以控制二氧化硅壳层的厚度. 以苯硫酚为探针分子研究了核壳结构纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)效应与二氧化硅壳层厚度之间的关系. 研究结果表明, 金内核电磁场增强效应随着二氧化硅壳层厚度的增加逐渐减弱, 且其衰减速度比具有相同尺度的双金属核壳结构纳米粒子的慢. 此外, 探针分子主要以物理作用吸附在二氧化硅的表面, 可通过洗涤方法将探针分子除去, 从而可使该复合结构基底用于循环SERS分析.     

Ag_核Au_壳金属复合纳米粒子的制备及表面增强拉曼光谱研究

在已制备好的Ag纳米粒子表面,通过化学还原的方法沉积生长Au包裹层,制备了粒子尺寸为50-70nm的Ag核Au壳复合纳米粒子.通过改变AuCl₄^-量,使Ag_100-xAu_x中Au的含量由x=0变为x=30.用UV-Vis吸收光谱和透射电子显微镜(TEM)对该结构纳米粒子进行了表征,并以对巯基苯胺(PATP)为探针分子进行表面增强拉曼光谱(SERS)研究.表面拉曼光谱表明,该结构的纳米粒子具有比Ag更强的SERS活性,随着Au:Ag比例的逐渐增加,其活性呈现先增大后减小的趋势,其最大增强约为Ag纳米粒子的10倍.     

Ag核Au壳双金属复合纳米线的制备及其表面增强拉曼光谱研究

采用氧化铝模板结合交流电沉积技术制备纯银纳米线, 然后通过化学还原方法, 并控制加入的金盐的量, 在已制备好的银线表面包裹不同厚度的金壳层, 得到具有核壳结构的Ag_核Au_壳复合纳米线. 采用电子显微镜(SEM, TEM)和表面增强拉曼光谱对该复合结构纳米线进行相关表征, 纳米线的表面形貌与加入的金盐的量有关. 以苯硫酚(TP)和对巯基苯胺(PATP)为探针分子, 研究了此类复合纳米线的表面增强拉曼散射效应. 并以PATP在金银纳米线表面吸附的表面增强拉曼光谱的差别为探针, 表征了复合纳米线表面金的包裹程度, 结果表明一定厚度的包裹程度可制备无针孔效应的核壳结构金银复合纳米线.     

Au@TiO2核壳纳米粒子光催化过程的表面增强拉曼光谱研究

利用聚电解质的静电吸附作用（层层组装）,在Au纳米粒子表面包裹上不同层数的二氧化钛前驱体TALH,通过退火形成Au@TiO2复合纳米粒子.以苯硫酚（TP）作为探针分子对退火前复合纳米粒子不同壳层厚度的SERS效应进行表征;可以发现：SERS信号强度的变化跟壳层厚度密切相关,当Au表面包裹至三层TALH时,信号几乎完全消失.此外,结合紫外照射,利用SERS对亚甲基蓝在TiO2壳层表面的光催化降解过程进行现场研究.结果表明：MB的降解主要经历了从多体及二聚体吸附逐渐向单体吸附方式转变,随后又经历了一个脱甲基的过程.因此,本工作发展了将一种紫外催化与现场SERS检测相结合的技术,该技术有望发展成为检测光催化过程,研究表面催化机理的一种强有力的工具     

纳米金汞核-壳粒子的电化学制备及其光谱性质

在聚乙烯吡啶修饰导电玻璃电极表面进行了金纳米粒子的二维单层结构组装,通过电沉积方法在金粒子表面制备了纳米汞壳层.研究结果表明,汞壳层的形成导致了内部金粒子表面等离子体共振的谱峰红移和强度衰减.吸附于汞壳表面的结晶紫分子因可承受被金核增强的电磁场,而使其拉曼散射得到极大的增强.     

Au-Ag合金纳米粒子制备及其表面增强拉曼光谱研究

首先采用柠檬酸钠法制得Au-Ag合金纳米种子, 然后采用盐酸羟胺生长法得到不同组成的Au-Ag合金纳米粒子. 在其UV-Vis光谱中只观察到一个位于单金属银和金之间的等离子体共振峰, 表明Au-Ag合金纳米粒子已经形成. TEM结果表明, 合金纳米粒子的粒径约为60 nm, 且颜色均一, 没有明显的核壳结构. 用苯硫酚(TP)作为探针分子研究了合金纳米粒子的表面增强拉曼光谱(SERS). 结果表明, SERS强度与合金纳米粒子的组成和尺寸有关. 当纳米粒子粒径一定时, 除Au25Ag75外, 随着金的增加SERS强度增强. Au25Ag75的粒径比Ag小, 导致SERS强度比Ag低. Au50Ag50和Au75Ag25加入TP分子后, 其聚集方式与Au相似, 等离子体共振峰逐渐靠近1064 nm, 金含量较高时, TP的SERS归于聚集体的等离子体共振增强的贡献.     

Au@SiO2核壳结构-表面增强拉曼光谱原位检测食品中的酸性橙Ⅱ

以具有核壳结构的Au@SiO2纳米颗粒为基底,建立了一种以表面增强拉曼(SERS)原位、快速检测食品中非法添加剂酸性橙Ⅱ的新方法.研究了活性硅加入量对所形成的Au@SiO2纳米颗粒的SERS活性的影响,制备了具有最佳SERS活性的Au@SiO2,并以此为SERS基底建立了酸性橙Ⅱ的分析方法,可实现0.17 mg/L酸性橙Ⅱ的SERS检测.将合成的Au@SiO2滴加到瓜子表面后,可以实现对瓜子表面酸性橙Ⅱ浓度为0.01 mg/g时的SERS检测,能够满足食品中酸性橙Ⅱ的测定要求,有望用于瓜子及其它可能被非法添加该物质的食品的现场、快速检测.     

金@银核壳纳米粒子的制备和形貌的精确控制及其表面增强拉曼光谱性能

用种子生长法制备了金@银核壳结构的纳米粒子。在制备过程中通过控制氯金酸的浓度和硝酸银的体积,得到了不同粒径的金核和不同厚度的银壳构成的核壳纳米粒子。从而得到了具有不同SERS性能的金@银核壳纳米粒子。并选取具有最佳SERS性能的金@银核壳纳米粒子实现了对罗丹明6G的微量检测。     

金@银核壳纳米粒子的制备和形貌的精确控制及其表面增强拉曼光谱性能

用种子生长法制备了金@银核壳结构的纳米粒子。在制备过程中通过控制氯金酸的浓度和硝酸银的体积,得到了不同粒径的金核和不同厚度的银壳构成的核壳纳米粒子。从而得到了具有不同SERS性能的金@银核壳纳米粒子。选取具有最佳SERS性能的金@银核壳纳米粒子实现了对罗丹明6G的微量检测。     

结合化学组装和电沉积的SERS基底的制备方法

采用一种结合化学组装和电化学沉积制备均匀而且具有强SERS基底的方法, 研究了沉积电位对组装在ITO表面的金纳米粒子形貌的影响, 发现在-0.04 V下沉积5 min可以得到形貌均匀的纳米粒子. 利用现场电化学紫外-可见吸收光谱来监控电化学沉积过程, 发现沉积一定时间后, 紫外-可见吸收谱在600~700 nm区间出现新峰, 表明粒子间发生了有效的电磁场耦合. 对制备的基底进行拉曼成像, 结果表明, 基底的均匀性很好, 最强点与最弱点的d信号差小于20%, 符合商品化基底的要求.     

Surface-Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) for characterization SARS-CoV-2

We used SERS with silver nanoparticles (AgNPs) as the active substrate to develop a, simple, quick, and accurate method for the detection and characterization SARS-CoV-2 without the need for RNA isolation and purification. Inactivated SARS-CoV-2 was used. The SERS signals were more than 10⁵ times enhanced than the normal Raman (NR) spectra. The SERS spectra of SARS-CoV-2 fingerprint revealed pronounced intensity signals of nucleic acids; aromatic amino acid side chains: 1007 cm^?1 (Phe marker), 1095 cm^?1 (CN and PO₂^? markers), 1580 cm^?1 (Tyr, Trp markers). Vibrations of the protein main chain: 1144 cm^?1 (CN and NH₂ markers), 1221 cm^?1 (CN and NH markers), 1270 cm^?1 (NH₂ marker), 1453 cm^?1 (CHCH₂ marker). All of these biomolecules could be adsorbed on the AgNPs surface's dense hot patches. The intensity of the SERS band varied with the concentration of SARS-CoV-2, with a virus detection limit of less than 10³ vp/mL and RSDs of 20 %.     

化学气相沉积法制备ZnO纳米结构薄膜及其SERS活性研究

提供了半导体作为光、电和生物等功能材料的表面和界面信息, 同时也为SERS的研究开拓了新的领域.     

帽状铜纳米粒子的制备及表面增强拉曼散射活性研究

采用真空热蒸发法在SiO₂纳米粒子自组装单层膜上沉积铜薄膜制备了帽状铜纳米粒子。用扫描电镜、原子力显微镜和紫外-可见-近红外分光光度计对帽状复合纳米粒子的表面形貌和光学性质进行了表征。以亚甲基蓝和吡啶-(2-偶氮-4)间苯二酚为探针分子,研究了该复合纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)活性。通过比较吸附在不同基底上的吡啶-(2-偶氮-4)间苯二酚的谱峰强度,探讨了SERS效应与表面等离子体共振(SPR)的关系。     

树枝状银微纳结构的表面增强拉曼散射效应研究

利用两电极电化学沉积法制备出一种树枝状银微纳结构基体.扫描电子显微镜(SEM)的表征结果证实所制备的银基体呈现出完整的树枝状结构,具有对称性的树枝和树干,且树叶清晰可见.实验结果表明,树枝状银微纳结构的表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)可以检测到超低浓度的罗丹明6G(Rhodamine 6G,R6G,10-10 mol/L)光谱信号,即树枝状银微纳结构作为SERS基体表现出较好的灵敏性;当R6G的浓度在10-5~10-10 mol/L范围依次降低一个数量级时,谱带610 cm-1处的拉曼散射强度的相对标准偏差分别为12.1%,12.0%,11.7%,10.9%,13.2%和14.3%,表明所制备银基体的SERS"热点"(Hot spots)分布较均一,树枝状银微纳结构作为SERS基体具有较好的重现性;当低SERS活性的3-巯基丙酸(3-Mercaptopropionic acid,3MPA)的检测浓度为10-5 mol/L时,利用树枝状银基体能检测到3MPA的SERS光谱,说明所制备的银基体对低活性物质也具有较好的SERS灵敏性.     

中位-四(4-N-甲氧羰甲基吡啶)卟啉镍配合物的表面增强拉曼光谱研究

研究了季铵盐型的中位-四(4-N-甲氧羰甲基吡啶)。卟啉(H_2T_(rNEAMS)PyP(4))及其镍配合物(NiT_(rNEAMS)PyP(4))的共振拉曼光谱和表面增强拉曼光谱,对其拉曼特征频率作了经验归属,并研究了溶液酸度对拉曼光谱的影响.实验结果表明,该配合物随着溶液酸度的变化,具有不同的存在形式,且彼此保持一定的平衡关系。     

钴纳米线的模板制备与磁性

利用二次阳极氧化法制备了多孔阳极氧化铝模板. 用直流电化学沉积方法成功地在模板孔道内制备了钴纳米线. 采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对样品的形貌、晶体结构和磁性进行了研究. 结果表明， 模板的孔径均匀, 孔道平直. 钴纳米线为多晶的六方密堆积结构. 钴纳米线具有明显的磁各向异性, 这主要起源于纳米线的形状各向异性.     

铁氧化物/金磁性核壳纳米粒子的制备及其富集与SERS研究

本文用种子生长法制备铁氧化物/金磁性核壳纳米粒子, 并利用SERS对其磁场靶向性进行了检测.     

Monitoring Phosphorylation and Dephosphorylation Reactions by Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) in Model Compounds

Abstract

Raman and Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) spectra of phosphates, polyphosphates, and various phosphate complexes have been recorded. Bands of the vibrational spectra were assigned. The comparison of SERS spectra obtained by using colloidal silver with the corresponding Raman spectrum reveals enhancement and shifts in some bands, suggesting a possible partial charge-transfer mechanism in the SERS effect. Phosphorylation and dephosphorylation reactions brought about by the reactions of cobalt (III) bis trimethylenediamine phosphate/pyrophosphate complexes with nitrophenol/nitrophenyl phosphates are described.     

帽状金纳米结构的制备、表征及表面增强拉曼散射活性

采用真空离子溅射法在自组装的单层阵列二氧化硅纳米粒子表面沉积金薄膜, 制备了以SiO₂为核的帽状金纳米结构. 用透射电镜、扫描电镜、原子力显微镜、X 射线衍射仪和紫外-可见-近红外分光光度计对样品的表面形貌、结构及光学性质进行了表征. 以亚甲基蓝作为探针分子, 对金纳米帽的表面增强拉曼散射活性进行了研究, 结果显示, 吸附在金纳米帽上的分子拉曼散射信号得到显著增强, 增强因子达到10⁷数量级. 该基底在超灵敏生物和化学检测方面具有潜在的应用前景.