SERS活性光纤光谱微探针研究

用真空蒸镀银岛膜和银溶胶自组装膜两种方法对光纤探针进行表面增强拉曼(SERS)活性修饰,构造了圆锥型SERS活性光纤光谱微探针.选取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,对样品BVPP的检测下限达到10^-9mol/L.比较两种修饰光纤探针的检测结果可知,银溶胶自组装膜修饰更有优势.     

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.     

复合SERS基底的构建及性质

通过自组装方法以对巯基苯胺(PATP)为偶联分子, 在石英基片上构筑了多种形貌的银钠米粒子单层结构和三明治结构. 研究了组装膜在不同激发线下表面增强拉曼散射(SERS)的增强差异. 研究结果表明, 单层基底和三明治基底中偶联分子的SERS信号因银纳米粒子间的电磁场耦合而显著增强, 且在三明治结构中增强更加明显. 对复合SERS基底增强因子进行计算可知, 复合SERS基底的表面等离子体共振(SPR)峰与激发线的匹配程度越好, 其增强因子越大. 在三明治结构中更易发生PATP分子转变为对巯基偶氮苯(DMAB)分子的激光诱导催化偶联反应. 另外, 该激光诱导催化偶联反应与激发波长密切相关.     

花状银微纳米结构的合成及SERS性质

通过简便的水溶液方法制备出一种新颖的由纳米片组成的花状银微纳米结构, 采用XRD, SEM, TEM, HRTEM和SAED等手段进行了表征. 考察了反应体系pH值对产物形貌的影响, 并对花状银微纳米结构的形成机理进行了初步探讨. 所制得的微纳米结构由许多纵横交错的纳米片组成. 实验结果表明, 制备的银微纳米结构作为表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering, SERS)的基底具有很强的活性.     

基于SERS技术的核酸检测

表面增强拉曼散射（SERS）技术因其具有超灵敏和非破坏性的检测能力,在生命科学领域已经显示出巨大的应用潜力和研究价值。本文综述了SERS技术在核酸检测方面的最新研究进展,重点介绍了基于SERS技术的非标记型、标记型以及其他一些检测方法的原理及研究成果,并讨论了基于SERS的核酸检测技术有待进一步解决的关键问题。     

二步电沉积法制备Au/氧化石墨烯复合薄膜作为SERS基底

采用二步电沉积方法在Ti片表面制备了Au-氧化石墨烯（Au-GO）复合薄膜,通过XRD、SEM、XPS等对薄膜的组成、结构和形貌进行了表征,并以罗丹明6G（R6G）为探针分子,对Au-GO/Ti基底的SERS活性进行了表征。结果显示,Au纳米颗粒尺寸约为60 nm,均匀、致密分布于GO表面,该基底显示出较高的SERS活性,对R6G分子的检测极限可达~10^-10 mol·L^-1,增强因子高达约10⁶,且基底显示出良好的稳定性,在冰箱中存放90 d后,SERS活性仅降低30%左右。     

表面增强拉曼光谱活性基底的制备与性质研究

建立了无氰电沉积粒径约20 nm的银颗粒制备表面增强拉曼光谱活性银基底的方法,考察了基底的相关性质。利用电化学循环伏安法在不同的扫描速度下研究此沉积体系的电化学行为,结果表明,银的电沉积过程受扩散控制,当扫描速度增大时,氧化峰位略正移,但还原峰明显负移。扫描电镜表征结果表明,沉积银层的结晶形状规则,分布均匀,粒径为(20±10) nm。以甲基橙为探针,考察了沉积银基底对拉曼光谱信号的增强作用,其增强因子为5.2×10⁵。沉积银基底对罗丹明6G(R6G)分子检测的线性范围为1×10^-12～1×10^-6 mol/L,相关系数为0.98,检出限低于1×10^-12 mol/L。拉曼光谱Mapping图表明,沉积银活性基底在大范围内的增强效果均匀。     

二步电沉积法制备Au/氧化石墨烯复合薄膜作为SERS基底

采用二步电沉积方法在Ti片表面制备了Au-氧化石墨烯（Au-GO）复合薄膜,通过XRD、SEM、XPS等对薄膜的组成、结构和形貌进行了表征,并以罗丹明6G（R6G）为探针分子,对Au-GO/Ti基底的SERS活性进行了表征。结果显示,Au纳米颗粒尺寸约为60 nm,均匀、致密分布于GO表面,该基底显示出较高的SERS活性,对R6G分子的检测极限可达~10^-10 mol·L^-1,增强因子高达约10⁶,且基底显示出良好的稳定性,在冰箱中存放90 d后,SERS活性仅降低30%左右。     

[BMIm]BF4/Pt电极界面激光诱导电沉积Cu基材料研究

本文利用激光诱导并结合控制一定的电极电位,在[BMIm]BF₄/Pt电极体系中实现了激光诱导电沉积Cu基材料. 研究表明在非沉积电位（-0.2 V）激光可诱导产生电沉积. 激光的功率和照射时间对沉积产物有显著影响：功率越大,照射时间越长,则表面沉积物的量越多,且沉积仅仅发生在激光照射点以内. 此类激光诱导电沉积的发生主要源于激光的热效应可使电极表面局域温度显著上升,从而降低沉积的阈值电位,促使电沉积在非沉积电位区间发生. SEM研究表明电极表面的沉积点由50 nm左右的纳米粒子聚集而成,进一步的EDS和拉曼光谱证明该产物主要由Cu和Cu₂O的混合物组成. 以对巯基苯甲酸（MBA）为探针分子,通过SERS信号的强度变化,现场监测了激光诱导电沉积的过程,在起始阶段其沉积物的SERS效应明显,随沉积时间延长,因沉积物增多其形貌发生变化,“热点”消失,其SERS效应反而降低并随后保持不变. 同时,沉积点以外的SERS中并未检测到MBA,说明激光诱导作用仅仅发生在激光照射区域内,这为电极表面的定向沉积提供了新的途径.     

CO2激光诱导液相局域沉积银的过程

CO2激光诱导液相局域沉积银的过程;激光镀     

Preparation of Surface-enhanced Raman Scattering(SERS)-active Optical Fiber Sensor by Laser-induced Ag Deposition and Its Application in Bioidentification of Biotin/Avidin

A surface-enhanced Raman scattering(SERS) optical fiber sensor was prepared by the laser-induced deposition of Ag nanoparticle membrane on a silica optical fiber tip, which was applied to the real time SERS spectral monitoring on the biorecognition of biotin/avidin. The bioidentification of biotin/avidin was carried out through a indirect method, in which the bioidentification is based on the SERS response signal of a labeled dye(Atto610) after its fluorescence has been quenched totally by the deposited Ag nanoparticle membrane. By SERS monitoring the bioidentification process of biotin/avidin, it has been found that this recognition process is finished in 40 min. The lowest detection concentration of biotin is 1.0×10^-7 mg/mL. This research is promising in the application of immunoassays on line and in vivo.     

Facile Synthesis of Porous Ag Crystals as SERS Sensor for Detection of Five Methamphetamine Analogs

Porous noble metal nanomaterials have attracted extensive attention due to their high specific surface area and surface plasmon resonance effect. However, it is difficult to form porous structures due to the high mobility and low reduction potential of noble metal precursors. In this article, we developed a facile method for preparing porous Ag with a controllable structure at room temperature. Two kinds of Ag crystals with different porous structures were successfully prepared by using AgCl cubes as sacrificial templates. Through the galvanic replacement reaction of Zn and AgCl, Ag crystals with a sponge-like porous structure were successfully prepared. Additionally, using NaBH₄ as the reducing agent, we prepared granular porous Ag cubes by optimizing the amount of reducing agent. Both the sponge-like and granular porous Ag cubes have clean and accessible surfaces. In addition, we used the prepared two porous Ag cubes as substrate materials for SERS detection of five kinds of methamphetamine analogs. The experimental results show that the enhancement effect of granular porous Ag is better than that of sponge-like porous Ag. Furthermore, we probed the hot spot distribution of granular porous Ag by Raman mapping. By using granular porous Ag as the substrate material, we have achieved trace detection of 5 kinds of methamphetamine analogs including Ephedrine, Amphetamine, N-Methyl-1-(benzofuran-5-yl)propan-2-amine (5-MAPB), N-Methyl-1-(4-methoxyphenyl)propan-2-amine (PMMA) and N-Methyl-1-(4-fluorophenyl)propan-2-amine (4-FMA). Furthermore, to achieve qualitative differentiation of analogs with similar structures we performed density functional theoretical (DFT) calculations on the Raman spectra of the above analogs. The DFT calculations provided the vibrational frequencies, Raman activities, and normal mode assignment for each analog, enabling the qualitative differentiation of the above analogs.     

Ag/ZIF-90自组装薄膜的制备及SERS活性研究

合成了金属有机框架化合物沸石咪唑框架-90(ZIF-90)溶胶和ZIF-90晶体薄膜,分别以这2种材料为基底,制备出了Ag@ZIF-90复合材料和Ag/ZIF-90自组装薄膜.通过傅里叶变换红外(FT-IR),X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对产物进行表征,分析了它们的形貌和结构特征.以罗丹明6G(R 6G)作为检测分子,对所制备材料的表面增强拉曼散射(SERS)性能进行测试.结果表明制备出的Ag/ZIF-90自组装薄膜具有好的SERS性能,而ZIF-90本身的拉曼峰并不会对Ag/ZIF-90自组装薄膜的SERS检测效果产生影响.这种材料可以作为一种较好的表面增强拉曼(SERS)活性基底,在农药残留检测方面具有很好的应用前景.     

Ag/ZIF-90自组装薄膜的制备及SERS活性研究

合成了金属有机框架化合物沸石咪唑框架-90(ZIF-90)溶胶和ZIF-90晶体薄膜,分别以这2种材料为基底,制备出了Ag@ZIF-90复合材料和Ag/ZIF-90自组装薄膜。通过傅里叶变换红外(FT-IR),X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM)对产物进行表征,分析了它们的形貌和结构特征。以罗丹明6G(R 6G)作为检测分子,对所制备材料的表面增强拉曼散射(SERS)性能进行测试。结果表明制备出的Ag/ZIF-90自组装薄膜具有好的SERS性能,而ZIF-90本身的拉曼峰并不会对Ag/ZIF-90自组装薄膜对目标分子的SERS检测效果产生影响。这种材料可以作为一种良好的SERS检测基底,在农药残留检测方面具有很好的应用前景。     

Ag+/Ag/ZnO多孔纳米结构纤维材料的制备及可见光催化性能

借助棉花纤维模板, 采用两步法制备了Ag⁺/Ag/ZnO多孔纳米结构纤维材料, 并利用X射线衍射(XRD)、 X射线光电子能谱(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等对其进行了表征. 以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应, 考察了银修饰量(摩尔分数, 0~1.50%)对ZnO纳米结构纤维材料光催化性能的影响. 结果表明, 利用模板辅助的两步法制备了Ag⁺-Ag共修饰的ZnO多孔纳米结构纤维材料Ag⁺/Ag/ZnO, Ag⁺和Ag通过改变ZnO的晶胞结构、 光吸收特性及形貌等影响其光催化性能; 在可见光条件下, Ag⁺/Ag/ZnO的催化性能优于纯ZnO, 且与修饰量有关.     

Ag纳米粒子修饰光纤探针在等离激元催化反应中的应用

本文发展了一种基于Ag纳米粒子(AgNPs)修饰的局域表面等离激元共振(LSPR)光纤探针,作为等离激元催化反应基底同时原位检测表面增强拉曼光谱(SERS)信号,实现反应与检测一体化。本文使用(3-氨基丙基)三甲氧基硅烷(APTMS)分子将AgNPs组装到光纤探针表面。通过调控自组装时间,可形成AgNPs均匀分布的探针。以对巯基苯胺(PATP)作为反应的模型分子,获得了较好的等离激元催化及信号检测效果。在相同光源条件下,从光纤内部激发收集所得产物的SERS信号强度为外部激发收集的12.8倍,表明内激发收集方式在反应及信号检测方面具有优势;在一定浓度范围(10~(-4)–10~(-8)mol·L~(-1))内可用该光纤探针对PATP溶液进行定量分析;运用该光纤探针开展了等离激元催化PATP分子偶联反应的原位动力学研究。该LSPR光纤探针具有较高灵敏度,对样品损伤小,可在多场合下实现原位检测,且制备简便、成本较低。还有望结合近场扫描光学显微技术进一步对样品表面进行微区等离激元催化反应及检测并得到反应的二维分布图。     

基于电泳沉积法碳纤维表面改性的研究进展及应用

近些年来,碳纤维(CF)由于具有优异的力学性能,被用作复合材料的增强体.但CF表面缺少极性基团,呈现化学惰性,使CF与树脂(EP)之间的界面粘结性能较差.为了改善该问题,需要对CF表面进行改性.氧化石墨烯(GO)和碳纳米管(CNT)具有大的比表面积,且表面含有大量的极性基团,将二者引入CF表面,可以有效改善CF与EP之...     

溶胶-凝胶薄膜光纤传感器法测定空气中二氧化氮

以四乙氧基硅烷合成溶胶-凝胶薄膜,包埋偶氮试剂制备得到对二氧化氮具有灵敏响应的传感膜;与分支光纤等元件耦合成光纤传感器,通过累积吸收法能够现场测定空气中的低浓度二氧化氮．其检出限为每小时5ng／L;测定相对标准偏差为4．4％（n=6,C（NO2）=200ng／L,1h）。实验表明,CO2、NO、SO2、NO等共存气体在低浓度下对传感器测定NO2无明显干扰。