表面增强拉曼散射活性基底

表面增强拉曼散射(SERS)是人们将激光拉曼光谱应用到表面科学研究中所发现的异常表面光学现象。它可以将吸附在材料表面的分子的拉曼信号放大106到1014倍,这使其在探测器的应用和单分子检测方面有着巨大的发展潜力。由于分子所吸附的基底表面形态是SERS效应能否发生和SERS信号强弱的重要影响因素,所以分子的承载基体是很关键的,因而SERS活性基底的研究一直是该领域的研究热点之一。本文总结了形态各异的表面增强拉曼散射活性基底,分析了最新发展并对其未来作一展望。     

银胶体系中的平衡因素对表面增强拉曼散射的影响

分析银胶体系中样品分子的平衡因子有器壁、银胶、水和杂质，并试验了某此样品的表面增强拉曼散射强度对这些因素的响应，指出全面分析影响对于表面增强拉曼散射的分应用的重要性。     

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。     

有序Au/Ag纳米碗阵列的简易制备及其表面增强拉曼散射性能

通过湿法化学合成基于SiO₂胶体晶体的大面积有序Au/Ag纳米碗(Au/AgNB)阵列。首先,在玻璃基板上以3D SiO₂胶体晶体作为模板。然后,在Au纳米颗粒(AuNP)种子的帮助下,通过原位生长方法在模板上沉积一层Au纳米壳(AuNS)。再通过HCHO还原Ag⁺使AuNS表面进一步沉积Ag纳米壳,形成Ag/Au双纳米壳(Ag/AuNS)阵列。通过丙烯酸酯改性双向取向聚丙烯(BOPP)方便地获得了单层有序反转Ag/AuNB阵列。这种有序Au/AgNB阵列具有更佳的表面增强拉曼散射(SERS)活性,其SERS分析增强因子(AEF)可达2.23×10⁷。     

有序Au/Ag纳米碗阵列的简易制备及其表面增强拉曼散射性能

通过湿法化学合成基于SiO₂胶体晶体的大面积有序Au/Ag纳米碗(Au/AgNB)阵列。首先,在玻璃基板上组装3D SiO₂胶体晶体作为模板。然后,以Au纳米颗粒(AuNP)为种子,通过原位生长法在SiO₂模板上沉积一层Au纳米壳(AuNS)。再通过HCHO还原Ag⁺成Ag⁰,进一步在AuNS表面沉积Ag纳米壳,形成Ag/Au双纳米壳(Ag/AuNS)阵列。最后通过丙烯酸酯改性双向取向聚丙烯(BOPP)膜方便地获得了单层有序反转Ag/AuNB阵列。这种有序Au/AgNB阵列具有更佳的表面增强拉曼散射(SERS)活性,其SERS分析增强因子(AEF)可达2.23×10⁷。     

银表面罗丹明6G的电化学表面增强拉曼光谱研究

罗丹明6G（Rhodamine 6G,R6G）是单分子表面增强拉曼光谱（SM-SERS）研究中最常用的探针分子之一,对R6G分子在表面吸附行为的研究有助于了解R6G分子和表面的相互作用. 本文应用电化学和电化学表面增强拉曼光谱技术,研究不同电位下R6G的银电极表面的吸附行为. 结果表明,随着电位负移罗丹明6G在银表面上从垂直吸附转为倾斜吸附,该变化和碱性条件下吸附于金纳米粒子上R6G的吸附构象一致. 这说明,在部分单分子实验中所发现的R6G反常光谱其来源是单个R6G分子在表面吸附取向变化. 本研究对后续详细分析SM-SERS研究中单分子SERS谱峰变化的机制有一定的参考价值.     

半导体纳米材料作为表面增强拉曼散射基底的研究进展

在总结半导体纳米材料作为表面增强拉曼散射(SERS)基底的一些相关研究工作的基础上, 讨论了半导体纳米粒子SERS基底的增强效应与纳米材料的种类、尺寸的相关性; 对半峰宽、激发波长进行了分析, 并对半导体纳米材料作为SERS基底时, 化学增强、电磁增强、纳米半导体缺陷和激子波尔半径的影响等进行了阐述.     

银纳米枝的合成及表面增强拉曼效应

利用硝酸银与铜之间发生置换反应原理, 在铜箔上得到了有序的银纳米枝结构, 用十二烷基磺酸钠(SDS)为表面活性剂, 通过调控前驱体硝酸银的浓度, 可在铜箔上得到不同密度的银纳米枝. 表面拉曼增强实验结果表明, 当分别以对巯基苯胺(4-ATP)、腺嘌呤和罗丹明G6为探针分子时, 有序的银纳米枝结构比无序的银纳米粒子具有更好的拉曼增强活性; 且随银纳米枝密度的增加, 表面拉曼增强活性有所提高. 该有序的银纳米枝结构是较好的表面增强拉曼(SERS)活性基底, 在有机分子和生物分子的SERS检测方面将具有一定的应用前景.     

g-C3N4/Ag纳米复合材料表面增强拉曼基底对婴幼儿糖果中的罗丹明B的痕量检测

近年来, 由婴幼儿食品中存在非法添加剂所引起的食品安全问题已经受到了广泛的关注. 表面增强拉曼散射(SERS)技术可以对食品中被禁止添加的常用染料分子罗丹明B (RhB)进行快速无损超灵敏的检测. 通过在类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)纳米片上组装Ag纳米粒子的方式构筑了g-C₃N₄/Ag复合材料, 并采用透射电子显微镜(TEM)、紫外可见近红外分光光度计(UV-Vis)、X射线衍射仪(XRD)、荧光光谱仪和共聚焦显微拉曼光谱仪(Raman)对复合材料的形貌和结构进行了表征. g-C₃N₄纳米片不仅具有高度的离域π共轭体系和良好的吸附染料分子的性能, 而且可以作为Ag纳米粒子的载体, 使Ag纳米粒子均匀稳定地分散在其表面. 通过控制实验条件, 优化了测试过程中的pH及基底与RhB的结合时间, 详细探究pH对基底表面等离子共振的影响和对探针分子SERS强度的影响. 由于基底与探针分子之间的静电相互作用及π-π相互作用, 基底可以对阳离子染料进行大量地富集, 从而实现对其检测. 在最佳的实验条件下, 在1.0×10 ^–9~1.0×10 ^–6 mol/L浓度范围内, SERS强度与RhB浓度之间成线性关系, 最低检测限为0.39 nmol/L. 另外这种基底也可以对婴幼儿食用的棒棒糖中添加的RhB分子实现痕量检测. 总而言之, g-C₃N₄/Ag纳米复合物是一种均一、稳定、高灵敏的SERS基底, 可以简单快速地实现对罗丹明B的痕量检测.     

新型银胶基底研究HSA的近红外表面增强拉曼散射

用紫外—可见两步光化学还原法，合成了等离子体共振峰出现在近红外区的新 型绿色银胶．首次用该银胶作为基底研究人血清白蛋白(HSA)的近红外表面增强拉 曼散射(NIR—SERS)，发现银胶中的线状银纳米粒子聚集体有较强的NIR—SERS效应 和生物兼容性，这为研究生物大分子的结构、构象和界面作用提供了一种较为理想 的活性基底．由所得到的NIR—SERS光谱可发现，吸附在银纳米粒子表面的HSA的肽 链骨架仍以α—螺旋结构为主，其二级构象特征基本不变；吸附作用诱导部分芳香 氨基酸残基所处的微环境发生改变，趋于银纳米粒子表面．此外，明显观察到 COO^-与C—S的特征谱带说明HSA中去质子的羧基氧、二硫桥键的硫直接与银纳米粒 子表面作用．     

Raman and Surface-enhanced Raman Scattering of Chlorophenols

Raman spectrum is a powerful analytical tool for determining the chemical information of compounds. In this study, we obtained analytical results of chlorophenols(CPs) molecules including 4-chlorophenol(4-CP), 2,6-dich- lorophenol(2,6-DCP) and 2,4,6-trichlorophenol(2,4,6-TCP) on the surface of Ag dendrites by surface-enhanced Raman scattering(SERS) spectra. SEM images indicate that the SERS substrate of Ag dendrites is composed of a large number of polygonal nanocrystallites, which self-assembled into a 3D hierarchical structure. It was found that there were distinct differences for those three molecules from Raman and SERS spectra. This indicates that SERS could be a new tool of detection technique regarding trace amounts of CPs.     

Controllable Silver Plating on Silica for Surface-enhanced Raman Scattering

We proposed a facile and rapid method for preparing silica-silver core-shell(SSCS) substrates to use Ag electroless plating on SiO2@Au-seed particles.UV-Vis-NIR absorption spectrometer and SEM were employed to monitor the reaction process of the formation of Ag on the surfaces of silica beads,and the optical resonance of the substrate could shift from visible to NIR region.It has been found that surface-enhanced Raman scattering(SERS) enhancement changes with the electroless plating time and the SSCS substr...     

SnO2纳米粒子作为SERS基底的研究

采用溶胶-水热法制备了不同尺寸的SnO2纳米粒子, 并将其作为表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering, SERS)活性基底, 重点探讨了表面缺陷能级与SERS性能的关系. 观察到4-巯基苯甲酸(4-MBA)吸附在150 ℃水热合成的SnO2纳米粒子上的SERS 信号最强, 随着在空气中煅烧温度的升高, SERS信号逐渐减弱. 分别用透射电子显微镜、 紫外-可见光谱、 荧光光谱、 X射线衍射和X射线光电子能谱对SnO2纳米粒子进行了表征. 结果表明, SnO2纳米粒子的表面氧空位和缺陷等表面性质在增强拉曼散射性能中发挥着重要的作用, 表面氧空位和缺陷等含量越高其SERS信号就越强.     

Portable Microfluidic Chip Based Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Sensor for Crystal Violet

This paper describes the development of a portable microfluidic chip based on a surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) sensor for crystal violet analysis. A Y-shape microfluidic chip with a staggered herringbone structure was designed to efficiently mix the analyte and SERS active silver colloid. The subsequent detection of the analyte was performed on the microfluidic chip by a portable Raman system. Compared with other methods, this sensor is easy to operate and is expected to have applications for rapid and sensitive on-site analysis. A good linear correlation over the concentration range of 10 to 750 nM of crystal violet with a correlation coefficient of 0.992 was obtained. The recovery was between 98.6% and 102.9% for crystal violet in river water with relative standard deviations between 2.43% and 4.26%.     

Au/Ag复合纳米笼在表面增强拉曼光谱中的应用

表面增强拉曼光谱（SERS）技术是一种基于贵金属纳米结构基底对被检测物进行高灵敏度检测的一种方法.具有特殊纳米结构的贵金属表面受到激光的照射时，金属表面的自由电子会受到极大的振荡，当入射光频率与振荡频率相近时，则会发生表面等离子体共振现象（SPR），使金属表面的局域电场强度极大增强，入射光强度和散射光强度都得到成倍的放大，从而使吸附在贵金属纳米结构表面的分子的拉曼散射信号得到有效的增强.使用NaBH₄还原-酸刻蚀模板法，制备了八面体Au/Ag复合纳米笼，其形貌规整，尺寸均匀约为600 nm，无Cu₂O模板的残留，Au元素均匀负载在Ag纳米笼上，质量分数约为16.8%；Au/Ag复合纳米笼的紫外可见吸收峰相对于Ag纳米笼发生了红移，更重要的是，Au和Ag元素协同赋予了复合纳米笼超高的SERS灵敏度和重复性，Au/Ag复合纳米笼实现了对罗丹明6G的痕量检测（5×10^-14 mol/L），通过时域有限差分法（FDTD）模拟证实：这主要归因于等离子共振作用产生的高电磁场强度；此外，Au元素的加入使Au/Ag复合纳米笼具有优异的抗氧化性和化学稳定性，即使在1%的H₂O₂溶液中浸泡3 h，仍然能够保持优异的SERS性能.八面体Au/Ag复合纳米笼有望成为一种具有应用前景的高灵敏度、高稳定性的SERS基底.     

Comparison of Surface-enhanced Raman Scattering Spectra of Two Kinds of Silver Nanoplate Films

Surface-enhanced Raman scattering(SERS) spectra of different silver nanoplate self-assembled films at different excitation wavelengths were fairly compared. Shape conversion from silver nanoprisms to nanodisks on slides was in situ carried out. The SERS spectra of 4-mercaptopyridine(4-MPY) on these anisotropic silver nanoparticle self-assembled films present that strong enhancement appeared when the excitation line and the surface plasmon resonance(SPR) band of silver substrate overlapped. In this model, the influence of the crystal planes of silver nanoplates on SERS enhancement could be ignored because the basal planes were nearly unchanged in two kinds of silver nanoplate self-assembled films.     

Classification of single-molecule surface-enhanced resonance Raman spectra of Rhodamine 6G from isolated Ag colloidal particles by principal component analysis

Surface enhanced resonance Raman (SERR) spectra of Rhodamine 6G are measured from single isolated Ag particles and analyzed by using a chemometrics technique, principal component analysis (PCA). The Ag particles are incubated with various amounts of R6G yielding the ratio of Ag particles to R6G molecules from 1:1 to 1:1000. Acquired SERR spectra are considered due to a single or very few R6G molecules. PCA is used to determine the number of chemically distinguishable species that contribute to the measured SERR spectra. A simple clustering tool, score bi-plot, is then inspected on grouping of the SERR spectra. The spectra are found to be largely similar except for the variability in the intensity and position of the bands that is believed to be correlated with the lifetime of the strong enhancement at specific places on an Ag surface. The spectra from four different Ag particles carrying more than 1000 R6G molecules are, however, unambiguously separated. Different aspects of the applied data analysis method and physicochemical perspective of the results are discussed.     

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.