自组装银纳米粒子及其SERS增强效应

采用柠檬酸三钠还原硝酸银方法制备出银纳米粒子, 并通过在玻璃表面修饰3-氨基丙基-三乙氧基硅烷( APTES)对银纳米粒子进行自组装。利用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和扫描电子显微镜(SEM)测试手段对样品进行分析和表征。由测试结果可知银纳米粒子的尺寸比较均匀, 组装致密度较高, 基本以亚单层的形式分布于基底表面。进一步研究了以结晶紫(CV)为探针分子的自组装基底的表面增强拉曼光谱(SERS), 计算发现该基底的拉曼增强因子数量级达106。结果表明: 银纳米粒子自组装基底具有良好的SERS增强效应, 为痕量CV的检测提供了有效的方法。     

组装阵列中耦联剂对表面增强拉曼光谱的影响

利用自组装技术,将不同浓度比例的对巯基苯胺和N,N'-二苯基硫脲为功能耦联分子,在光滑银基底表面组装不同表面密度的二维银纳米粒子阵列。通过对组装阵列和粗糙银表面耦联剂分子的表面增强拉曼光谱比较,阵列中对巯基苯胺分子拉曼信号得到了明显的增强,但只有微弱的N,N'-二苯基硫脲的拉曼增强信号,说明在这种组装阵列中得到的拉曼散射增强主要来自于银纳米粒子和光滑银表面之间。     

一种新型表面增强拉曼活性基底的制备及表征

研究了一种新的表面增强拉曼活性银基底的制备方法,采用银增强剂和引发剂的混合溶液处理全铝表面制备了银基底,利用扫描电子显微镜分析了基底的表面形态和结构,测定结晶紫分子在基底表面的拉曼光谱.结果表明,这种基底具有很强的表面增强拉曼散射效应(SERS)活性和稳定性.     

溶液酸碱性对异构体氨基酸单分子膜影响的表面增强拉曼光谱研究

利用表面增强拉曼(SERS)光谱技术研究比较了在粗糙化银电极表面吸附的亮氨酸与异亮氨酸自组装单层膜结构以及溶液酸碱性对分子吸附作用的影响。研究表明在粗糙化银电极表面两种氨基酸分子主要是以COO-为作用位点进行吸附的。进一步的研究也揭示溶液pH值的变化没有显著改变两种氨基酸分子在银电极表面以去质子化羧基吸附为主的特征,但对于羧基吸附作用的影响程度及其变化规律是迥异的,对氨基的影响也有一定的差异。     

基于密度泛函的伪麻黄碱拉曼光谱性质研究

研究伪麻黄碱的拉曼光谱和吸附在纳米银基底上的表面增强拉曼光谱(SERS),利用密度泛函理论B3LYP/6-311G++(d, p)方法对伪麻黄碱分子进行了计算,得到了分子构型信息和理论拉曼光谱,用Gaussview软件对分子振动模式进行了全面的归属,在伪麻黄碱的表面增强拉曼光谱中,采用了自组装方法获得了团簇银纳米表面增强基底,实现了很好的增强效应.实验结果表明：伪麻黄碱的拉曼光谱计算结果和实验结果基本一致,理论计算为伪麻黄碱分子振动峰位的归属提供了重要的依据,伪麻黄碱分子与银纳米表面化学吸附,苯环垂直于纳米基底表面,研究结果为伪麻黄碱的拉曼光谱检验分析提供了理论依据,也为苯丙胺类毒品的光谱分析研究提供了参考.     

应用银溶胶膜探测水中抗生素的表面增强拉曼光谱研究

以自组装法制备的银溶胶膜为表面增强拉曼散射活性基底实现了对水中抗生素的痕量检测。采用微波加热法制备银溶胶,自组装法制备银溶胶膜。通过改变银溶胶的pH值及镀膜的次数,研究其对抗生素增强效果的影响。实验发现,采用不同pH值的银溶胶镀膜所获得的银溶胶膜的增强效果有很大差异,当银溶胶pH=4,且镀膜次数为五次时,增强效果最佳。以此银溶胶膜为基底对三种抗生素(氯霉素、环丙沙星、恩诺沙星)进行了SERS检测,可以检测到的最低浓度分别为120,15,120 nmol·L-1。结果表明,利用改进方法制备的银溶胶膜,可以对水中抗生素进行痕量检测,为实现养殖水中残留抗生素的检测提供了方法。     

一种用于现场快速检测的SERS基底的制备

利用化学自组装方法,首先在色谱玻璃小瓶的内壁吸附上一层PDDA阳离子聚电解质,然后通过静电吸附作用将带有负电荷的银纳米粒子组装到内壁;比较了不同色谱瓶作为吸附银纳米粒子的载体的优缺点;用紫外-可见吸收光谱监测吸附到玻璃瓶内壁的银纳米粒子的表面等离子体共振峰,跟踪银纳米粒子的组装情况;利用对-巯基苯胺作为探针分子研究了基底的表面增强拉曼散射(SERS)活性。结果表明：所制备的SERS小瓶基底具有良好的SERS活性,并且使用简单,保存时间长,适合SERS现场快速检测的需要。     

双硫腙在银溶胶中的表面增强拉曼光谱(SERS)研究

利用SERS技术能显著提高拉曼信号的优点,以银溶胶为基底,研究了双硫腙与溶胶中银的相互作用方式。首先我们通过双硫腙氯仿溶液的紫外光谱研究,认为在氯仿溶液中双硫腙在较低的浓度下(<10-5mol/L)是以单体的形式存在。通过对双硫腙单体在银溶胶中的表面增强拉曼光谱的研究,我们认为双硫腙是通过S,N与银基底作用,并且在很低的浓度下(10-7mol/L)有很好的拉曼信号。     

金银纳米粒子的电化学性质及联苯胺的SERS研究

采用柠檬酸钠还原氯金酸,硼氢化钠还原硝酸银分别制备了较小粒径的金、银纳米粒子。运用紫外可见吸收光谱(UV-Vis)、扫描电子显微镜(SEM)、循环伏安法(CV)对金、银纳米粒子进行了表征。结果表明：所得金、银纳米粒子粒径分别约为16和10 nm,并能以亚单层形式组装于导电玻璃(ITO)表面;CV图显示金、银纳米粒子分别有一对不对称的氧化还原峰,而且纳米粒子的浓度对其氧化还原电位存在一定的影响。采用自组装方法,以联苯胺为偶联分子, 在粗糙金基底表面构筑了金/银纳米粒子的双层有序结构。表面增强拉曼光谱研究表明, 在有序金银纳米粒子组装体中偶联分子的拉曼散射得到了增强。     

腐殖酸表面增强拉曼光谱实验研究

腐殖酸(简称HA)广泛存在于海洋、河流和土壤中,腐殖酸的研究对于土壤和水系的环境监测具有重要意义。采用银溶胶作为活性基底对腐殖酸的表面增强拉曼光谱(SERS)开展了实验研究,研究了激光照射时间、腐殖酸溶液浓度及pH值变化对腐殖酸溶液表面增强拉曼光谱的影响。结果表明,当激光照射20～30min时腐殖酸SERS信号比较理想;利用不同浓度腐殖酸溶液1 379cm-1拉曼谱峰的强度进行定标分析,腐殖酸SERS信号强度与浓度呈很好的线性关系,线性相关系数R2=0.993;pH值变化对腐殖酸溶液SERS光谱有较大影响,在pH 7的时候信号最弱,而在酸性和碱性环境中信号较强。最后本文还利用表面增强拉曼光谱对自来水中的腐殖酸进行了探测,初步证明了表面增强拉曼光谱应用于自然水体中腐殖酸检测的可行性。     

硬脂酸单分子膜上电沉积Ag膜的研究

通过电沉积方法 ,以气 /液界面上形成的硬脂酸单分子膜为模板诱导沉积金属银膜 .考察了镀液 pH值、单分子膜表面压及沉积电位对银膜形貌及结构的影响 .实验发现 ,酸性镀液的气 /液界面上形成的单分子膜不能诱导沉积银 ,而在中性和碱性镀液的气 /液界面上可以诱导银膜的生长 .当单分子膜处于液态或固态时 ,气 /液界面有银膜形成 ;液态单分子膜上的银膜生长速度较快 ,且银膜的结构一致 .随着电极电位的升高 ,银膜沉积的速度加快 ,呈环状向外生长的圆形银膜逐渐变得不规则 .将不同实验条件下的银膜转移出来 ,采用扫描电镜 (SEM )、透射电镜 (TEM )对银膜的结构与形貌进行了表征 .研究表明 ,银首先在单分子膜上异相成核 ,由八面体构型逐渐发展成星型 ,最终在气 /液界面形成具有松枝状微观结构的光亮银膜 .     

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.     

Structure characterization and stability of mixed lipid/protein monolayer at the air/water interface

A mixed protein/lipid monolayer has been constructed by the protein adsorption from subphase into the spread phospholipid monolayer. A precisely controlled pump was used to exchange the protein solution with different pH values after the protein was ensured to reach the less condensed surface.

The domains formed in the coexistence region of D-dipalmitoylphosphatidylcholine (D-DPPC) have been recorded by Brewster angle microscopy (BAM) combined with the film balance before and after the penetration of the protein, human serum albumin (HSA). The subphase was exchanged by gradually increasing or decreasing pH value of the solution. Three isotherms of the mixed D-DPPC/HSA monolayer with the subphase of pH=4.2, pH=7.0 and pH=9.1, respectively, were obtained. It indicated that the area per lipid molecule with protein increased as the subphase pH value was lowed. Simultaneously, morphological dynamic changes caused by the gradual changing on subphase pH were observed. These variations can be ascribed to the conformation change of protein under the fluctuation of pH value. The hydrophobic and electrostatic interactions between the phospholipid and HSA were as considered for the interpretation of domain change based on the current experimental results     

The surface composition of the silver—Gold system by Auger electron spectroscopy

The surface composition of polycrystalline AgAu alloy foils is studied by Auger electron spectroscopy. The intensities of principal Auger peaks over a wide range of electron energies are obtained as a function of alloy bulk composition for the clean equilibrated surfaces. Their ratios are compared with ratios expected for a surface showing no surface segregation, and for a surface obeying the regular solution monolayer model that predicts silver surface segregation. The experimental results give evidence for enrichment of the surface with silver, but to an extent less than predicted by the regular solution model.     

甲基橙溶液的pH值对纳米银荧光增强效应的影响

研究了甲基橙溶液的pH对纳米银荧光增强效应的影响.当pH 1.5和2.1时,纳米银对溶液的吸收光谱影响甚小.当pH 3.1时,吸收峰蓝移26 nm,且强度明显降低.当pH值在3.8～8.2范围时,不仅吸收峰蓝移而且在426～456 nm出现宽吸收带.在任何pH值的甲基橙溶液中加入纳米银,S2→S0跃迁荧光发射带强度下降,但下降比率受pH值影响不大;S1→S0跃迁荧光发射带强度增强,其增强比率受pH值影响较大.当pH 2.1时,荧光增强比率最大;当pH 4.8时,荧光增强比率最小.分析认为,pH值对甲基橙溶液光谱性质的影响与不同pH值条件下甲基橙分子结构的改变以及分子在纳米银粒子表面不同的吸附方式、介质环境等因素相关,尤其与甲基橙分子与纳米银粒子间的距离密切相关.     

表面增强拉曼光谱研究胞嘧啶在银胶上的吸附行为

为探讨胞嘧啶(Cytosine,Cy)在基底银表面的吸附特性和规律,采用表面增强拉曼散射(SERS)光谱对其吸附行为进行分析,并结合量子化学密度泛函理论(DFT)/B3LYP计算方法对Cy分子的常规拉曼光谱(NRS)及Cy与Ag团簇吸附的SERS光谱进行计算,与测定结果进行比对且对其拉曼峰进行系统指认及归属,理论计算结合实测值探讨了Cy在基底Ag上的增强效应和吸附行为。考察了Cy分子在Ag纳米粒子上的不同吸附时间、浓度、pH等条件对SERS光谱的影响及优化,发现pH影响最大,在中性和强碱性条件下的增强效应明显优于酸性。Cy分子存在2种不同的异构体和3种不同的存在形态,并随酸度变化相互转化而达动态平衡。基于Cy在不同pH时的形态分布和相应的SERS变化规律,结合DFT算得的Cy分子中的电荷分布及在银基底表面的吸附机制,详细探讨了酸碱对Cy分子的SRES光谱影响的内因和吸附机理,指出在中性和弱碱性时,是Cy中的N3和O与Ag形成配位吸附;在pH大于11时,N与Ag形成配位吸附,而O与Ag形成共价吸附。     

表面增强喇曼散射(SERS)光谱中影响增强效应因素的实验研究(Ⅲ)

本文研究了苯甲酸水溶液的pH值,电极外加电位对银电极表面吸附苯甲酸SERS光谱表面增强效应的影响。实验结果表明,苯甲酸以—COO~-根负离子吸附于银电极表面。通过改变溶液的pH值,使苯甲酸吸附于粗糙银电极表面,溶液pH值影响电极表面吸附苯甲酸的面密度,电极外加电位影响—COO~-根离子与银电极间的电荷迁移,电极外加电位也影响苯甲酸在粗糙银电极表面的吸附。     

咪唑在银电极上吸附行为的SERS研究

咪唑在银电极上吸附行为的ＳＥＲＳ研究徐知三，张传飞，旷富贵，王小华，刘海林（武汉大学分析测试中心武汉４３００１２）（武汉大学环境科学系武汉４３００７２）ＳｔｕｄｙｏｎＴｈｅＡｄｓｏｔｐｔｉｏｎＢｅｈａｖｉｏｕｒｏｆＩｍｉｄａｚｏｌｅｏｎＳｉｌｖｅｒＥ...     

Surface‐enhanced Raman scattering study of monolayers formed from mixtures of 4–mercaptobenzoic acid and various aromatic mercapto‐derivative bases

Monolayers formed from aromatic compounds have many potential applications, for example in construction of bioelectronic elements having high efficiency of electron transfer. In this paper, the composition of monolayers formed on silver surfaces from mixtures of 4‐mercaptobenzoic acid (MBA) and four model (stable and easily available) aromatic thiols with strong base properties: 4,6‐diamino‐2‐mercaptopyrimidine (APY), 1H‐1,2,4‐triazole‐3‐thiol (HTR), 4‐methyl‐4H‐1,2,4‐triazole‐3‐thiol (MTR) and 3‐amino‐1,2,4‐triazole‐5‐thiol (ATR), were determined from surface‐enhanced Raman scattering (SERS) measurements. Our investigations showed that among studied aromatic bases, APY is the most promising candidate for the formation of mixed monolayers with MBA. In the whole pH range studied (2–12.5), mixed MBA + APY monolayers with similar surface concentration of both components are formed during the adsorption from the 0.5 mM MBA + 0.5 mM APY aqueous solution. Desorption of MBA and APY from the mixed monolayer is, however, significantly different. During immersion in water, surface concentration of APY decreases significantly faster than MBA (a significant part of the adsorbed MBA molecules is present on the silver surface even after 2 h of soaking in water). Presence of chlorides, bovine serum albumin or laccase in the surrounding solution does not observably influence the structure of MBA + APY monolayers. The properties of monolayers formed from MBA and substituted triazoles were found to be significantly different than those of MBA + APY monolayers. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.