银溶胶自组装表面增强光纤拉曼探针的研究

利用表面增强拉曼 (SERS)技术对光纤表面进行修饰 ,构造了表面增强光纤拉曼光谱传感器。选取了几个有代表性的分子作为检测样品 ,得到了低浓度样品的SERS光谱。结果表明 ,可以将制备SERS活性基底的方法移植到光纤表面来制备SERS活性光纤探针。     

基于表面增强拉曼的三聚氰胺在线检测

采用多巴胺化学还原法制备了分散性良好的金溶胶,在硅片表面组装成膜,并应用其作为表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)基底在线检测牛奶中的三聚氰胺。通过场发射扫描电镜与原子力显微镜表征金膜形貌,金颗粒的平均粒径约为100~200nm,形成的金膜均匀致密,表面粗糙度为51.705nm,适合作为SERS基底。应用搭载该金膜的流动检测装置,实现了对溶液及牛奶中三聚氰胺的实时检测。     

银微聚集体上的表面增强拉曼研究

本文对柠檬酸钠方法还原的银溶胶形成的微聚集体进行了表面增强拉曼(SERS)研究。通过表面等离子体成像以及SERS成像对该聚集体上的表面增强拉曼活性进行讨论。实验证明该聚集体具有较强的拉曼增强能力。对探测分子1H-1,2,3-triazolo[4,5-b]pyridine(TzPy)的检测浓度达到10-6mol/L,信噪比(S/N)为6左右。     

纯钛电极上的表面增强拉曼光谱研究

采用机械粗糙、电化学氧化还原、化学刻蚀等方法对纯钛电极表面进行粗糙,在钛基底上获得了表面增强拉曼光谱(SERS)信号。初步的实验结果表明,采用机械粗糙和电化学氧化还原方法能够获得具有一定粗糙度的电极表面,但是该表面并不具有SERS活性。而采用氢氟酸化学刻蚀方法能够获得具有SERS活性的表面,并且成功检测到吡啶分子的表面增强拉曼信号。实验尝试了在不同条件下进行刻蚀,对酸的刻蚀浓度、刻蚀时间、外接电位等影响因素作了研究,结果发现基底的SERS活性随氢氟酸浓度增大而出现最佳条件,即氢氟酸浓度0.33 Wt%,刻蚀时间为5 min时的拉曼信号最好。实验以0.01 mol·L-1吡啶为探针分子,0.1 mol·L-1 KCl为电解质,在开路电位下成功地观察了钛电极上的表面增强拉曼光谱。     

基于茚三酮衍生化TLC-SERS检测血清中的多巴胺

基于茚三酮衍生化薄层色谱法(TLC)与表面增强拉曼光谱法(SERS)联用传感技术建立了一种简便、灵敏度高和选择性高的血清中多巴胺的分离检测方法。多巴胺与茚三酮的橘红色衍生化产物不仅带来可视化效果,而且提供了良好的SERS响应,大大增强了SERS强度。薄层色谱法是一种快速有效的分离方法,表面增强拉曼光谱法具有灵敏度高,能够直接给出分子信息的特点,实现了一种无标记且无损的衍生化TLC-SERS传感检测方法用于检测血清中的多巴胺。     

基于SERS法的苹果中农药残留的定性及定量分析

使用共焦显微拉曼光谱仪,结合表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)技术,采集含有农药马拉硫磷和二嗪农的苹果汁样本的基于银纳米溶胶的表面增强拉曼光谱,采用距离匹配和判别分析的方法对其进行定性分析。然后结合偏最小二乘(Partial Least Squares,PLS)方法对两种农药的表面增强拉曼光谱分别进行数学建模分析。结果表明表面增强拉曼散射(SERS)技术对无损快速定性分析马拉硫磷和二嗪农具有较高的准确性,而定量分析二者的含量也具有较高的可行性。     

噻菌灵分子的表面增强拉曼光谱的理论研究

表面增强拉曼散射(SERS)是指当分子靠近或者吸附于基底表面时,分子的拉曼散射信号会显著增强的现象。SERS克服了常规拉曼散射信号强度比较弱的缺点,被广泛地应用在环境检测、催化化学、有机化学和生命科学等领域。本文利用密度泛函理论计算方法对农残噻菌灵分子的SERS光谱进行模拟,并探讨SERS增强机理。系统研究了噻菌灵在金团簇的吸附行为和SERS增强效应,得到金团簇在噻菌灵分子上的最佳吸附位置。利用五种吸附结构(噻菌灵-Au_n,n=1-5)对噻菌灵与金团簇的相互作用进行了理论研究,研究表明噻菌灵-Au₄最稳定。结合拉曼光谱和理论计算的结果,借助高斯软件的图形化功能,对噻菌灵分子的振动模式、普通拉曼光谱和SERS光谱进行了系统的指认。     

维生素K3的表面增强拉曼光谱研究

首次报道了维生素K3 (VK3 )分子的常规拉曼光谱 (NRS)及该分子在活性衬底银镜上的表面增强拉曼散射 (SERS) ,并对它的拉曼特征谱带进行了初步的指认和归属。通过对比VK3 的常规拉曼光谱和SERS谱 ,发现VK3 分子吸附在银表面后拉曼散射强度被大大增强了。另外 ,VK3 的羰基与银粒子发生电荷转移后形成负离子自由基 ,碳氧双键打开。受VK3 分子吸附在银镜表面的影响 ,萘环结构发生了很大的扰动 ,导致一些拉曼特征峰产生位移 ,环变形振动对应的拉曼散射强度得到了增强。这些研究结果为SERS技术今后对VK3进行药物检测以及痕量分析方面的应用提供了依据。     

新型冠状病毒S蛋白在金纳米粒子中的表面增强拉曼效应

表面增强拉曼光谱技术因其高灵敏度、操作简单、快速检测等优点,被广泛用于病毒检测方面。国内外的病毒拉曼检测研究主要集中在检测病毒核酸以及组成核酸的各种碱基的表面增强拉曼光谱(SERS),但少见对病毒蛋白的SERS检测。以新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的S蛋白为检测对象,采用无标记SERS检测方法,对比SARS-CoV-2固态、饱和液态S蛋白的普通拉曼光谱和选用40 nm金纳米粒子为基底的SARS-CoV-2低浓度S蛋白SERS光谱。结果表明,以40 nm金纳米粒子为基底,采用SERS技术检测SARS-CoV-2的S蛋白是完全可行的。SARS-CoV-2的S蛋白分子中的羧基与金纳米粒子发生了分子增强,氨基与金纳米粒子发生了电磁增强,从而使得SARS-CoV-2的S蛋白拉曼效应得到了增强,并使得峰位发生一定移动。实验获得了较好的SARS-CoV-2低浓度S蛋白SERS光谱,为建立敏感、特异、快速的SARS-CoV-2检测新技术提供了一种方法。     

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。     

SERS技术在金属固体表面上人工双分子层膜(BLM)基的生物和化学传感器研究中的应用

ＳＥＲＳ技术在金属固体表面上人工双分子层膜（ＢＬＭ）基的生物和化学传感器研究中的应用方炎胡凤霞林书煌（首都师范大学综合技术研究所北京１０００３７）ＴｈｅＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＳｕｒｆａｃｅ┐ＥｎｈａｎｃｅｄＲａｍａｎＳｃａｔｅｒｉｎｇ（ＳＥＲＳ）...     

Self-assembly 2D plasmonic nanorice film for surface-enhanced Raman spectroscopy

As an ultrasensitive sensing technology, the application of surface enhanced Raman spectroscopy (SERS) is one interesting topic of nano-optics, which has huge application prospectives in plenty of research fields. In recent years, the bottleneck in SERS application could be the fabrication of SERS substrate with excellent enhancement. In this work, a two-dimensional (2D) Ag nanorice film is fabricated by self-assembly method as a SERS substrate. The collected SERS spectra of various molecules on this 2D plasmonic film demonstrate quantitative detection could be performed on this SERS substrate. The experiment data also demonstrate this 2D plasmonic film consisted of anisotropic nanostructures has no obvious SERS polarization dependence. The simulated electric field distribution points out the SERS enhancement comes from the surface plasmon coupling between nanorices. And the SERS signals is dominated by molecules adsorbed at different regions of nanorice surface at various wavelengths, which could be a good near IR SERS substrate for bioanalysis. Our work not only enlarges the surface plasmon properties of metal nanostructure, but also exhibits the good application prospect in SERS related fields.     

金属胶体吸附的表面增强拉曼散射研究进展

表面增强拉曼光谱是一种非常有效的表征金属表面单分子层吸附状态的工具，本文介绍了表面增强拉曼散射研究金属胶体吸附的实验方法、研究进展、应用范围及前景。     

PATP在Ag/TiO_2纳米管基底上的表面增强拉曼散射和光催化过程研究

表面增强拉曼散射(SERS)是一种超灵敏、高选择性的分析方法,越来越受到人们的关注。对巯基苯胺(PATP)由于其易吸附在大多数SERS基底表面,并可以产生极强的SERS信号,因此常被用作SERS的探针分子。二氧化钛(TiO_2)是一种目前常用的光催化剂,但是其催化效率仍有待提高。将贵金属与TiO_2复合是提高其催化效率的有效手段。本文采用电化学阳极氧化法制备了二氧化钛纳米管(TiO_2NTs),并采用光化学还原方法在表面沉积了贵金属银,制备了一种同时具有SERS和催化性能的双功能基底,即银纳米粒子修饰的二氧化钛纳米管(Ag/TiO_2NTs),研究了PATP分子在该基底上的光催化过程,并与在银镜基底上的光催化过程进行了比较。我们发现,Ag/TiO_2NTs基底上的PATP在催化过程中峰强度逐渐减弱,但没有新峰的出现;而在银镜基底上PATP的峰强度随光照时间却几乎没有变化,证明了PATP分子在Ag/TiO_2 NTs上的光催化降解过程。本文还对Ag/TiO_2NTs上PATP的催化过程进行了动力学分析,结果表明PATP在该基底表面的催化反应为一级反应。     

Rapid detection of a foreign protein in milk using IMS–SERS

A method for rapid detection of foreign protein contamination in complex food matrices is critically needed. Here we present a novel method that combines immunomagnetic separation (IMS) and surface‐enhanced Raman scattering (SERS) to detect ovalbumin (OVA), an egg white protein, added into whole milk. IMS was used to specifically capture the OVA out of the milk. Then SERS was applied to analyze the IMS eluate using silver dendrites as the substrate. Two SERS sample preparation methods, namely solution based and substrate based, were used to prepare the IMS eluate for SERS analysis. Results show both methods were able to detect 1 µg OVA in 1 ml milk (1 part per million). Based on the results of principal component analysis and partial least‐squares analysis, solution SERS was more capable of quantitative analysis, while substrate SERS was more sensitive for qualitative analysis. The total analytical time for IMS–SERS was less than 20 min, which satisfied the requirement of rapid detection in a milk processing facility. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

茶叶表面增强拉曼光谱的初步研究

以铁观音为例,测试其表面增强拉曼(SERS)光谱,并从增强能力、背景噪声、光谱重复性和信噪比等方面,研究探讨铁观音茶叶SERS光谱测试时活性基底选择;不同吸附时间对光谱测试的影响。结果表明：以柠檬酸三钠还原硝酸银制得的银溶胶为活性基底的增强效果更好,吸附时间对于铁观音茶叶SERS光谱的测试没有直观的影响。SERS光谱的茶叶研究方法有可能为茶叶的判别和质量鉴定提供一种新的方法。     

应用TLC—FT—SERS对萝芙木中利血平成分的研究

本文报道了应用薄层色谱（ＴＬＣ）与傅里叶变换表面增强拉曼光谱（ＦＴ－ＳＥＲＳ）联用技术,获得了中草药萝芙木有效成分利血平光谱研究的新方法。研究表明：在薄层原位约２μｇ的样品即可获得利血平分子的特征振动谱带,并阐述了样品分子在表面增强基底银微粒表面的吸附模式,从而说明ＴＬＣ－ＳＥＲＳ结合对中草药化学成分进行高灵敏度指纹检测的可靠性和优越性。     

Application of surface‐enhanced Raman scattering in cell analysis

In surface‐enhanced Raman scattering (SERS), the scattered intensity is drastically increased due to a resonant interaction with surface plasmons of coin metals. SERS is a nondestructive spectroscopic method applied also to biomedical samples. It inherits the advantages of normal Raman spectroscopy and at the same time overcomes the inherent low sensitivity problem. These properties endow SERS with exciting opportunities to be a successful analytical tool for cell analysis. SERS can be used to detect only molecules located on or close to the metallic nanostructures which can support surface plasmon resonances for the enhancement of the Raman signals. Therefore, these metallic nanostructures play a key role in the application of SERS in cell analysis. By incorporating the SERS substrates into the biosamples, molecular structural probing and cellular imaging become possible. In the past decade, analysts worldwide have developed many schemes to study the chemical changes and component distribution in cells by using SERS. In this paper, the application of SERS in cell analysis is reviewed. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

Surface‐enhanced Raman spectroscopy for quantitative measurement of lactic acid at physiological concentration in human serum

Lactic acid is a simple and effective indicator for estimating physiological function. Rapid and sensitive detection of lactic acid is very useful in clinical diagnosis. However, the concentration of lactic acid in the physiological state is too low to be detected using traditional Raman spectroscopy. We applied silver colloidal nanoparticles‐mediated surface‐enhanced Raman spectroscopy (SERS) for rapid identification and quantification of lactic acid. The standard SERS spectra of lactic acid were defined and the 1395 cm⁻¹ band intensity was used for quantification from 0.3 to 2 mM (R² = 0.99). In clinical blood sample measurement, the ultrafiltration (cutoff value 5 kDa) can efficiently reduce background fluorescence to improve SERS performance. We established identical and optimal procedure by adjusting reaction time and volume ratio of serum and nanoparticles to obtain high SERS reproducibility. Finally, we showed that silver colloidal nanoparticles‐mediated SERS technique was successfully applied to detect lactic acid at physiological concentrations in the blood. Copyright © 2010 John Wiley & Sons, Ltd.     

三维时域有限差分法计算金纳米粒子尺寸与SERS活性的关联

通过合成一系列不同粒径(16～160 nm)的金纳米粒子.观察到120～135 nm的金纳米粒子在632.8nm波长激发下具有最高的SERS活性,这与前人报道的电磁场理论及实验的结果不同.利用三维时域有限差分法对金纳米粒子的SERS活性与其尺寸以及入射光波长的关系进行模拟计算.在632.8 nm激发线下,金纳米粒子二聚体体系在粒径为110 nm左右具有最佳增强效应,其光电场耦合最强的热点处的增强因子高达109考虑到体系的平均SERS增强因子通常会比最大值低约2个数量级,计算得到的107的增强因子与实验测量值相符.同时对目前实验上尚难以合成的大尺寸的金纳米粒子进行模拟,结果表明受多极矩和大尺寸效应的影响在粒径220 nm时又出现SERS增强另一峰值.在325 nm的紫外激发线下,计算得到的增强因子仅为102.