基于核壳型结构纳米粒子的SERS活性基底研究进展

表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)作为一种新型分析检测技术,具有检测快速、灵敏度高、非破坏性、原位检测等优点。高灵敏度、高稳定性、高增强能力及高重复性、可循环利用的SERS活性基底的制备是获得较好SERS信号的一个重要因素。与传统的单一组分SERS基底相比,将多种不同功能的纳米材料进行复合,形成的核壳型结构纳米粒子作为一种新型SERS活性基底,不仅能获得更为稳定的SERS信号,还能赋予其富集分离、催化和特异性分子识别等功能。该文综述了近年来基于复合贵金属、磁性材料、半导体、复合有机等核壳型结构纳米粒子的SERS活性基底的研究进展。     

利用去湿现象制备具有SERS活性的银纳米粒子图案

构建了具有表面增强拉曼散射(SERS)活性的二维有序环状与盘状的银纳米粒子结构, 利用CTAB包覆银纳米粒子的氯仿溶液直接在图案化的金基底上进行去湿, 当改变银纳米粒子的浓度时可以得到不同的图案. 利用原子力显微镜(AFM)对其结构进行了表征, 以4-巯基吡啶作为探针分子, 采用表面增强拉曼成像技术研究了这种基底的SERS活性, 这将为SERS的研究开拓新的领域.     

Au@Ag纳米粒子在农药SERS光谱分析中的应用

随着现代农业的发展,多种农药被广泛应用于农田,果园和温室等场所.由于大多数农药对生态环境、动物和人类健康都有害,因此建立快速、灵敏和实时检测环境与食品中农药含量的技术显得越来越重要.本文论述了用作表面增强拉曼散射(SERS)光谱基底的金核银壳纳米粒子(Au@AgNPs)的制备方法,以及将其用于苹果表面农药百草枯Para...     

负载金纳米粒子的纳米纤维膜SERS基底的制备及其在毒品检测中的应用

在水热条件下将纤维素纳米纤维(CNF)同时用作还原剂和稳定剂与氯金酸反应,制备了负载金纳米粒子(Au NPs)的纳米纤维素溶胶。采用真空抽滤的方法在微孔滤膜上一步沉积制备了金/纳米纤维素复合膜,复合膜中纤维束相互交错堆叠成多层三维结构,允许大量金纳米粒子在膜层中均匀分散。以罗丹明6G(R6G)和4-巯基吡啶(4-MPy)为探针分子对该复合膜的SERS性能进行了考察。结果显示,该SERS基底具有高的检测灵敏度和良好的光谱重复性,对R6G和4-MPy的检测限分别达到1×10^-8mol/L和1×10^-7 mol/L,相对标准偏差为7.8%。利用该复合膜对苯丙胺类毒品进行了分析和鉴定,其对甲基苯丙胺的检测浓度可低至1×10^-7 mol/L,检测灵敏度明显优于实验室自制的两种三维结构的纤维柔性SERS基底。同时,将该SERS基底应用于毛发检材中痕量甲基苯丙胺的快速筛查,并采用气相色谱(GC)方法验证结果。结果显示,5份不同添加量的甲基苯丙胺的毛发样品均在1 000和1 030 cm^-1出现甲基苯丙胺明显的特征...     

一种新型表面增强拉曼活性基底的制备方法

表面增强拉曼光谱技术 (SERS)具有极高的灵敏度 ,对某些分子其灵敏度比常规拉曼光谱高一百万倍 ,能检测吸附在金属表面的单分子层和亚单分子层的分子 ,并提供丰富的分子结构信息 [1～ 5] .活性基底的制备是获得 SERS信号的前提 ,电化学粗糙化的电极、贵金属溶胶及真空蒸镀的金属岛膜是SERS分析中最常用的 3种活性基底 ,在实际应用中各有利弊 .本文报道一种新的制备银纳米粒子基底的方法 ,可使银纳米粒子生长到合适的尺寸 ,以达到最佳SERS增强效果 .利用紫外 -可见光谱和 AFM研究该 SERS基底纳米粒子的尺寸分布和形貌 ,以 1 ,4-(双…     

银纳米材料表面增强拉曼散射基底研究进展

表面增强拉曼散射（SERS）技术在环境保护、食品工业、医学检测、生物检测等领域有广泛的应用前景。SERS基底材料和结构是影响性能的关键因素,而银纳米材料SERS基底已被广泛应用。本文介绍了SERS基底的增强机理,对近年来纯银纳米材料和银基复合纳米材料SERS基底的研究进展进行了综述,并介绍了银纳米材料SERS基底发展面临的问题,对其发展趋势进行了分析和展望。     

利用纳米粒子组装的方法制备SERS活性基底

1974年，FIeishm。nn等人［‘］发现吸附在电化学粗糙化的银电极表面上的毗院分子，其Raman散射强度具有超乎寻常的增强现象．后来经过VanDuyne门和CreZghton问等人的研究，认识到这一现象属于～种特殊的表面效应，其增强因子高达卫矿，故被称为表面增强喇曼散射（Surfac－EI。     

金纳米粒子膜的电化学合成及SERS活性分析

Surface-enhanced Raman scattering(SERS)-active gold nanoparticles(AuNPs) films were prepared with a one-step electrochemical method. The orthogonal design was used to investigate the experimental conditions influencing the morphologies and the SERS activity of the AuNPs. A condition was found to obtain the optimal SERS activity. The SEM study reveals that the AuNPs films were composed of closely packed AuNPs. The Finite Difference Time Domain(FDTD) simulation result indicates that the coupling between particles plays an important role in the enhancement SERS of AuNPs.     

基于功能化Fe3O4@Ag纳米粒子快速检测H92+的SERS方法

近年来,汞作为一种重要的污染物引起了人们的广泛关注.迄今为止,基于表面增强拉曼光谱（Surface-enhanced Raman scattering,SERS）的Hg²⁺检测方法因其在不同的检测方法中具有高灵敏度而备受关注.基于“turn-off”机制,我们合成出一种磁性Fe₃O₄@Ag（FA）纳米材料用于Hg²⁺的SERS检测.磁等离子体共振纳米颗粒结合了磁共振和等离子体共振特性,可用于高灵敏度和高选择性的汞离子的SERS检测.通过修饰带正电的聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDADMAC,PolyDADMAC,PDDA）层,Fe₃O₄@Ag表面吸附上带负电的甲基橙探针分子,在Hg²⁺存在的情况下,可以观察到SERS信号显著降低.由于Hg²⁺与Ag纳米颗粒会快速反应并在Ag纳米颗粒表面形成一层汞齐,从而影响了Ag纳米颗粒的表面等离子体共振（Surface Plasmon Resonance,SPR）性能,导致电磁场强度的减弱;同时,这样也会导致Ag纳米颗粒的表面Zeta电位的降低,并且影响拉曼探针分子在其表面的吸附,从而进一步导致SERS信号的降低.因此,在含有Hg²⁺的情况下,SERS强度的降低主要归因于Hg²⁺与AgNPs的相互作用.通过我们的实验可以证明,基于“turn-off”机制检测Hg²⁺的方法的检测限可以低至10^-10 mol/L.本实验设计的SERS纳米传感器可用于快速检测环境中Hg²⁺,为构建重金属离子SERS纳米传感器提供了巨大的潜力.     

组装在贵金属基底上的金纳米粒子对CO的电化学催化氧化

研究了组装在Au, Pt电极表面的金纳米粒子对CO的电化学催化氧化行为, 首次在实验上观察到较大粒径金纳米粒子(粒径＞10 nm)对CO的电催化氧化活性. 考察了金粒子表面金氧化物对粒子电催化活性的影响, 发现表面金氧化物的形成是金纳米粒子对CO具有电催化氧化活性的前提. 对于相同粒径的金纳米粒子, 随着粒子表面金氧化物量的增加,催化活性增大.     

贵金属壳-胶球核纳米复合材料的研究进展

综述了贵金属纳米粒子修饰的核胶球材料的研究进展。 由于贵金属壳-胶球核复合材料具有高的稳定性和优异的光学、催化等性质,是当前材料科学研究领域的一个热点。 因此,发展简单的、大量的制备这种复合材料的方法,以及广泛深入地研究其性能和应用具有十分重要的意义。     

金纳米粒子组装体系粒子密度与SERS强度的关系

利用纳米粒子组装技术制备出金基底／巯基苯胺自组装膜偶联层／金纳米粒子的“三明治”结构。实验结果显示,该结构对偶联层分子的喇曼光谱显示出很好的增强效应,增强因子可达１０＾５;在表面粒子密度（粒子覆盖度）较低时,表面增强喇曼散射（ＳＥＲＳ）强度与表面粒子密度近似呈线性关系;随着表面粒子密度的增加,这种线性关系出现负偏差并在表面粒子密度较高区域出现一个平台;在６０￣１１０ｎｍ范围内大粒径金粒子对喇曼光谱     

基于担载贵金属纳米粒子聚苯二胺的生物传感器

系统论述了基于聚苯二胺的电流型生物传感器,如过氧化氢传感器、葡萄糖传感器和免疫传感器等的探测性能。指出聚苯二胺中的大量氨基/亚胺基及其膜的形态结构有助于加大贵金属纳米粒子的载入量,这种载有贵金属的聚苯二胺对酶的高效锚定作用以及贵金属纳米粒子的快速电子传输能力使其具有明显的电流增敏效果。聚苯二胺膜具有优异的选择透过性能,对抗坏血酸、脲酸、醋氨酚等常见干扰物质具有较强的抗干扰能力。由此制备的生物传感器生物物质探测与分析等领域展现出了广阔的应用前景。     

贵金属纳米颗粒杂化囊泡的制备及拉曼增强效果研究

以超支化聚合物囊泡为模板制备了贵金属纳米颗粒表面功能化的杂化囊泡.模板囊泡通过多巴胺修饰的超支化聚醚HSP-DA在水中自组装形成.在碱性条件下,囊泡表面的多巴胺自聚合生成聚多巴胺,实现囊泡的交联.由于聚多巴胺具有强黏附特性,因此可以将HSP-PDA交联囊泡分别与Au纳米溶胶、Ag纳米溶胶直接混合,得到Au纳米颗粒或Ag纳米颗粒功能化的杂化囊泡.分别测定了2种杂化囊泡的拉曼光谱,发现杂化囊泡产生了明显的表面增强的拉曼光谱(SERS)信号,清晰显示了对应于囊泡模板分子的拉曼信号,表明可以通过SERS来原位检测囊泡的组成.Ag纳米颗粒杂化囊泡展示出更高的SERS灵敏度,可进一步作为探针检测水中浓度为10-7mol/L罗丹明6G分子,得到了显著增强的拉曼光谱,证明所制备的Ag纳米颗粒杂化囊泡可用于目标分子的痕量检测.     

银纳米粒子有序自组装体中偶联分子的表面增强拉曼光谱研究

采用自组装方法,分别以1,4-二巯基苯和对巯基苯胺为偶联分子,在光滑银基底表面上构筑了银纳米粒子的单层和双层有序结构.表面增强拉曼光谱研究表明,在有序银纳米粒子组装体中偶联分子的拉曼散射得到很大增强,其中1,4-对巯基苯的拉曼散射增强效应主要来自光滑银基底表面与单层银纳米粒子间的电磁耦合,而对巯基苯胺的拉曼散射增强效应则主要由两层银纳米粒子之间耦合作用所致.两种不同的耦合作用所产生的增强效应大致相近.     

金属镍掺杂改进纳米TiO2的表面增强拉曼散射性能

通过溶胶-水热法合成纯的和不同量Ni离子掺杂的TiO₂纳米粒子, 将其作为表面增强拉曼散射(SERS)活性基底, 研究了金属Ni掺杂对于纳米TiO₂ SERS性能的改进. 结果表明, 适量的Ni掺杂能够在纳米TiO₂的能隙中靠近导带底的位置形成丰富的掺杂能级, 促进TiO₂-to-molecule的电荷转移过程, 进而提高纳米TiO₂基底对吸附分子的SERS增强能力, 显著改进纳米TiO₂的SERS性能.     

Plasmonic Spherical Nanoparticles Coupled with Titania Nanotube Arrays Prepared by Anodization as Substrates for Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Applications: A Review

As surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) continues developing to be a powerful analytical tool for several probes, four important aspects to make it more accessible have to be addressed: low-cost, reproducibility, high sensibility, and recyclability. Titanium dioxide nanotubes (TiO₂ NTs) prepared by anodization have attracted interest in this field because they can be used as safe solid supports to deposit metal nanoparticles to build SERS substrate nanoplatforms that meet these four desired aspects. TiO₂ NTs can be easily prepared and, by varying different synthesis parameters, their dimensions and specific features of their morphology can be tuned allowing them to support metal nanoparticles of different sizes that can achieve a regular dispersion on their surface promoting high enhancement factors (EF) and reproducibility. Besides, the TiO₂ photocatalytic properties enable the substrate’s self-cleaning property for recyclability. In this review, we discuss the different methodological strategies that have been tested to achieve a high performance of the SERS substrates based on TiO₂ NTs as solid support for the three main noble metal nanoparticles mainly studied for this purpose: Ag, Au, and Pt.     

Tailoring Size and Coverage Density of Silver Nanoparticles on Monodispersed Polymer Spheres as Highly Sensitive SERS Substrates

Silver nanoparticles (AgNPs) were deposited onto the monodispersed carboxylic polystyrene (CPS) spheres by an improved in situ reduction method. The size and coverage density of the AgNPs on the surface of CPS spheres could be easily tailored by tuning the concentrations of carboxylic functional groups and silver precursor. The morphologies and structures of the resulting CPS/Ag hybrid particles were studied by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X‐ray diffraction (XRD), UV‐Vis‐NIR spectrometer and X‐ray photoelectron spectroscopy (XPS), etc. The surface enhanced Raman scattering (SERS) performances of the resulting uniform CPS/Ag hybrid particles were investigated using 4‐aminobenzenethiol (4‐ABT) as the probe molecule. The optimized CPS/Ag hybrid particles show high enhancement factor (EF) of 2.71×10⁷, low limit of detection (LOD) of 10^?10 m and good reproducibility with relative standard deviation (RSD) of 9.64 %. The good SERS improvement properties demonstrate these hybrid particles could be employed as simple and effective substrates in the SERS spectroscopy.