Ag/mSiO2空心微球的制备及SERS标记性能

以聚苯乙烯微球为模板, 经过原位还原和种子生长过程在聚苯乙烯微球表面包覆银(Ag)纳米粒子; 以正硅酸乙酯为硅源, 在十六烷基三甲基溴化铵的导向下实现介孔二氧化硅(mSiO₂)可控包覆, 去除模板得到Ag/mSiO₂空心微球. 透射电子显微镜(TEM)和氮气吸附-脱附分析结果表明, SiO₂壳层厚度约为20 nm, 介孔孔径为2.1 nm, 孔道分布均匀. 进一步利用虹吸作用使对巯基苯胺(4-ATP)分子进入微球内与Ag粒子结合, 构建表面增强拉曼散射(SERS)标记材料. SERS测试结果表明, 该标记材料检测限达到10^-7 mol/L, SERS增强因子达到3.7×10⁵.     

聚乙二醇接枝聚乳酸的自组装纳米微球的制备及性能

对制备的新型聚乙二醇(PEG)接枝聚乳酸(PLA)在水中的自组装性能进行研究, 探讨其作为纳米药物载体的可行性和稳定性. 目测法得到其溶解度为(2.16～4.32)×10^－2 mg•mL^－1; 荧光法得到聚合物的临界胶束浓度为1.12×10^－3 mg•mL^－1; 透射电子显微镜观察显示该聚合物在水中的自组装聚集体为纳米级球形; 动态激光光散射测试微球的粒径和Zeta电位发现, 在微球的制备过程中, 聚合物的亲/疏水性比例、水相介质及水溶液的pH值对它影响显著; 而制备后, 稀释和冷冻对它无显著影响, 改变微球的环境pH值至酸性, 出现聚集, 至碱性无影响. 研究结果显示, 该聚合物在水和磷酸钠盐缓冲液中可形成稳定的纳米微球, 通过微球的制备条件和存在环境可控制其粒径和Zeta电位, 因此根据应用需要, 通过控制其粒径和Zeta电位, 可能提高微球的在体血液循环时间并实现靶向缓释.     

银纳米片在无纺布纤维上的可控组装及其SERS效应

以无纺布(NWF)为支撑基体, 采用两步化学合成法在NWF上原位构建了由间隙为20~110 nm Ag纳米片(AgNS)组装成的AgNS@NWF微纳结构. 扫描电子显微镜(SEM)分析表明, AgNS@NWF具有特殊的层级结构, 该结构可用于表面增强拉曼散射(SERS)研究. 实验结果表明, AgNS@NWF微纳结构具有良好的SERS灵敏度和优异的信号可重现性. 将罗丹明6G(R6G)作为SERS探针分子, 发现R6G的SERS特征峰强度的对数值与R6G水溶液的浓度对数值呈良好的线性关系, 最低检测限可达1×10^?10 mol/L, 表明AgNS@NWF微纳结构具有良好的SERS灵敏度; 当R6G水溶液的浓度为1×10^?5, 1×10^?6和1×10^?7 mol/L时, 610 cm^?1处谱带拉曼散射强度的相对标准偏差分别为3.57%, 3.67% 和8.46%, 优于或接近于以往研究, 表明AgNS@NWF微纳结构具有优异的信号可重现性. 将3-巯基丙酸和三聚氰胺作为SERS的检测分子, 最低检测限分别为1×10^?5和1×10^?6 mol/L. 本文为制备灵敏度高、 信号可重现性优异的SERS基底提供了一种简单、 快速、 成本低廉的方法, 在生物检测和环境监测中具有潜在的应用价值.     

两种卟啉化合物在Ag溶胶表面的紫外-可见吸收光谱和表面增强拉曼散射光谱研究

表面增强拉曼散射(SERS)自1974年被Fleischmann等^[1]发现以来,日益受到人们的重视.通过SERS谱图分析,可以获得物质结构及其与基体作用的信息.由于SERS可使拉曼信号增强10⁵~10⁶倍^[2],并且在某些情况下银胶还能使表面吸附质的荧光猝灭^[3,4], SERS常用来检测一些普通拉曼光谱难以检测的样品和考察界面络合物的形成.     

链缠结对等规聚苯乙烯结晶的影响

在1×10^－3～2×10^－5 g•mL^－1溶液浓度范围内, 用溶液雾化冷冻升华法制备了等规聚苯乙烯(i-PS)的单链、寡链非晶态聚集体. 随着溶液浓度降低, i-PS分子链团间的分离程度增大, 链间缠结随之减少, 因此冷冻升华制备的样品中单、寡链线团数目逐渐增多. DSC研究结果表明随着溶液浓度的降低, 冷冻升华样品的结晶温度逐渐降低; 等温结晶得到的晶粒熔点和结晶度降低. 由浓度为2×10^－5 g•mL^－1溶液制备的i-PS样品在468.3 K熔体结晶60 min后, 得到平均体积约为1.5×10⁴ nm³的单链晶粒. 用SEM观察到晶粒尺寸约为20～50 nm. 采用偏光显微镜(POM)测量了不同温度等温时i-PS单、寡链聚集体球晶的生长速率. 用Hoffmann理论进行了描述, 计算得到了i-PS单链聚集体熔体结晶片晶的端表面能(σ_e)为30.2 erg•cm^－2, 侧表面能(σ)为5.7 erg•cm^－2及单分子链折叠功(q)约为4.5×10^－13 erg•molecule^－1. 与文献值相比, 实验结果表明链缠结对聚合物结晶有很大影响.     

分散共聚合制备PSt-AA-EGDMA功能性单分散微米级交联微球的研究

以苯乙烯(St)为主单体,丙烯酸(AA)为功能单体,乙二醇二甲基双丙烯酸酯(EGDMA)为交联单体,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为稳定剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,乙醇/水混合溶剂为分散介质,用分散聚合法一步合成了功能性单分散大粒径(10～20μm)交联聚苯乙烯微球.研究了PSt-AA-EGDMA三元分散共聚合体系的动力学,由转化率-时间关联得到动力学方程;R_p=k[I]^0.13([St]^1.87+[AA]^0.13+[EGDMA]^0.2)·(1+[PVP]^0.2)exp(-E/RT).详细讨论了AA,EGDMA,PVP的浓度和溶剂极性对羧基分布的影响,阐述了AA和EGDMA对粒子形态、粒径及粒径分布的影响.     

Pd/PdO纳米复合微球的合成及催化性能

采用甲基丙烯酸锌加速还原氯化钯(PdCl₂) 溶液中的钯离子(Pd ²⁺)为钯(Pd) 纳米微球, 进而用得到的钯纳米微球直接制备钯/氧化钯(Pd/PdO) 纳米复合微球. 通过扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 粉末X射线衍射分析(XRD)及X射线光电子能谱分析(XPS) 等方法对 Pd/PdO 纳米复合微球进行表征, 结果表明, 制备的纳米复合微球为表面粗糙、 大小均一的纳米微球. 采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis) 等方法考察了 Pd/PdO 纳米复合微球在对硝基苯酚(4-NTP) 还原反应中的催化性能, 发现其具有良好的催化活性和循环稳定性.     

膜乳化-液中干燥法制备单分散高分子微球

粒径可控的单分散高分子微球,在分析化学中可用作高效液相色谱填料^[1,2];在化学工业中可用作催化剂载体;在生物领域中用于药物释放、癌症与肝炎等临床诊断、细胞标记与识别等^[3].高分子微球的制备方法大致可分为两类,一是利用由单体出发的聚合反应或缩聚反应形成微球,二是高分子溶液经物理或物理化学手段处理后形成微球^[4]     

模板法制备纳米球凹周期性阵列及其SERS性能

以内嵌在聚合物内、呈周期性非紧密接触方式排布的SiO2微球阵列-聚合物复合薄膜为模板,采用HF选择性地蚀除复合薄膜表层SiO2微球后,便可便捷地得到单片面积达182 cm2、呈等边六边形周期性排布的有机球凹阵列,每个微球凹的容积约为4.72阿升(Attoliter,1 Attoliter=10-18L),球凹排布密度约为4.9×108球凹/cm2;镀金后的球凹阵列可用作SERS活性基底,以苯硫酚为探针的SERS结果表明,球凹阵列的Raman信号增强因子(EF)高达108～109量级,在182 cm2范围内EF的RSD值在5.5%～8.6%范围内.     

单分散键合型含铕聚苯乙烯微球的制备与荧光传感性能

制备了一种可定性定量检测水溶液中三价铁离子的含铕聚苯乙烯微球, 分别用固体核磁碳谱(¹³C CP/MAS NMR)、 傅里叶变换红外光谱(FTIR)、 X射线光电子能谱(XPS)、 扫描电子显微镜(SEM)、 透射电子显微镜(TEM)、 元素分析、 粒度分析和ζ电位分析等对其化学组成和结构形貌进行表征. 当铕配合物单体用量低于2.5%时, 可以得到稳定的单分散键合型含铕聚苯乙烯微球. 用紫外光激发时, 该含铕聚苯乙烯微球发射铕离子的特征红光. Fe³⁺能猝灭该微球的荧光, 酸根离子和其它金属离子对其干扰较少; 猝灭效率与Fe³⁺浓度在0~300 μmol/L浓度范围内均呈线性关系; 随着铕配合物单体用量的增加, 微球的荧光增强, 其在检测Fe³⁺的荧光时, 猝灭常数(K_SV)增加, 检测限(LOD)下降. 调节铕配合物单体的用量, 可获得热性能优异、 红光发射强度高且稳定性好的单分散聚苯乙烯荧光微球, 对Fe³⁺荧光检测显示出较高的选择性, 在生物检测和环境保护等领域具有较高的应用价值.     

银/金纳米线阵列表面增强拉曼基底的制备及对孔雀石绿的高灵敏度检测

利用种子介导的软模板生长方法制备了金纳米线(Au NWs)阵列, 通过调节生长温度控制Au NWs阵列的形貌, 最后在经硼氢化钠(NaBH₄)清洗过的Au NWs阵列上化学沉积银纳米颗粒(Ag NPs), 制得银/金纳米线(Ag/Au NWs)阵列作为表面增强拉曼散射(SERS)基底. 选用罗丹明6G(R6G)作为拉曼探针分子测定了Ag/Au NWs阵列的SERS性能. 结果表明, Ag/Au NWs阵列作为SERS基底具有高灵敏度、 优异的信号均匀性和良好的稳定性. 使用Ag/Au NWs阵列对孔雀石绿(MG)检测的检出限可低至1×10^-8 mol/L, 线性范围为 1×10^-8~1×10^-4 mol/L. NaBH₄可以在不影响SERS性能的情况下去除Ag/Au NWs阵列上吸附的分子, 使得 SERS基底可以重复使用. 使用Ag/Au NWs阵列对湖水中的MG进行检测, 得到了可靠的回收率, 证明Ag/Au NWs 阵列在检测环境水体中的孔雀石绿上具有应用潜力.     

室温电子还原制备金纳米颗粒与琼脂糖复合膜的表征与应用

利用室温电子还原技术合成了一种金纳米颗粒与琼脂糖复合膜。合成过程采用氩气辉光放电为廉价电子源,方便快捷,绿色环保。通过紫外-可见(UV-Vis)分光光度计、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)仪、光电子能谱(XPS)等表征,发现可以通过改变氯金酸浓度调控复合膜中金纳米颗粒的分布,加入聚乙烯吡咯烷酮(PVP)可有效控制金纳米颗粒的形貌。由于复合膜具有金纳米颗粒密集排布的结构,可作为表面增强拉曼散射(SERS)活性基底。实验表明,以对氨基苯硫酚为探针,该复合膜作为SERS基底,SERS平均增强因子超过了106,检测限达到了10-12mol?L-1。除此之外,作为SERS基底,复合膜具有良好的均一性和稳定性。     

Porous GaN as a template to produce surface-enhanced Raman scattering-active surfaces

Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) substrates have been prepared by depositing Au or Ag on porous GaN (PGaN). The PGaN used as the template for the metal deposition in these studies was generated by a Pt-assisted electroless etching technique. PGaN was chosen as a potential SERS template due to its nanostructured surface and high surface area, two characteristics that are important for SERS substrates. Metal films were deposited either by solution-based electroless deposition or by thermal vacuum evaporation. SERS spectra were recorded at lambda = 752.5 nm for Au films and at lambda = 514.5 nm for Ag films deposited on PGaN. The SERS signal strength across the metal coated PGaN substrates was uniform and was not plagued by "hot" or "cold" spots on the surface, a common problem with other SERS surfaces. The Ag film deposited by electroless deposition had the highest overall SERS response, with an enhancement factor (EF) relative to normal Raman spectroscopy of 10(8). A portion of the increase in EF relative to typical SERS-active substrates can be assigned to the large surface area characteristic of the PGaN-Ag structures, but some of the enhancement is intrinsic and is likely related to the specific morphology of the metal-nanopore composite structure.     

A multiple coupling approach to produce high-performance SERS substrates

In this work, large area gold-nanoparticle-cluster pillar array with a gold mirror as high-performance SERS substrate was facilely fabricated by combined use of nanosphere lithography and self-assembly approach.     

Nanostructured DNA Microarrays for Dual SERS and Electrochemical Read‐out

We present a strategy to fabricate nanostructured microarrays ready to perform a dual read‐out, namely electrochemical (EC) as well as surface‐enhanced Raman spectroscopy (SERS) based detection of DNA hydridization. A polystyrene nanobeads monolayer assembly, obtained by means of a Langmuir Blodgett type technique, followed by electrochemical Au deposition, was employed to construct homogeneous nanostructures in the form of inverse‐opal nanovoids on a 32‐electrode Au microarray chip. Characterization of the obtained nanostructured electrodes of the array by means of cyclic voltammetry demonstrated high reproducibility of the surface modification process. The performance of the obtained array platform was investigated by modifying the microarray electrodes with three different oligonucleotide capture probes using a previously developed potential‐assisted surface modification protocol. Two ferrocene‐labeled target DNA sequences and one target RNA sequence with a Texas red label were detected electrochemically and via SERS, respectively.     

In situ controlled growth of well-dispersed gold nanoparticles in TiO2 nanotube arrays as recyclable substrates for surface-enhanced Raman scattering

In this paper, well-aligned Au-decorated TiO(2) nanotube arrays with high surface-enhanced Raman scattering (SERS) enhancement were prepared using a facile in situ reduction and controlled growth approach. The gold nanoparticles are well-dispersed and assembled on the mouth surface and the inside of the TiO(2) nanotubes without clogging. The structure and optical properties of the Au-decorated TiO(2) nanotube arrays have been characterized. The Au-decorated TiO(2) nanotube arrays were employed as SERS-active substrates, which exhibit good performance due to long-range coupling between Au nanoparticles, and TiO(2)-assisted enhanced charge-transfer from Au to Rh6G. The SERS activity of the substrates strongly depends on the crystallite size and level of aggregation. The substrates display significant fluorescence quenching ability and uniform SERS responses throughout the whole surface area. Particularly, good recyclability is shown. The photocatalytic property of Au-decorated TiO(2) nanotube array was exploited to recycle the substrate through UV light photocatalytic purification. The experimental results showed that the substrate is featured by high reproducibility and can be used as a highly efficient SERS substrate for multiple detection of different chemical and biological molecules.     

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。     

水溶液中碳纳米管的表面增强拉曼光谱研究

合成了碳纳米管和金纳米颗粒的复合物, 测量了水溶液相中复合物的表面增强拉曼光谱, 结果表明, 碳纳米管的巯基化修饰可以提高碳纳米管与金纳米颗粒复合的效率, 随着金纳米颗粒负载量的增加, 碳纳米管的拉曼信号逐渐增强. 加入己二胺分子可以减小金纳米颗粒之间的距离使表面增强效应更显著, 碳纳米管的拉曼光谱得到进一步的增强. 还可进一步在复合体系中加入对巯基苯胺和罗丹明B等小分子拉曼探针, 利用金纳米颗粒的表面增强效应, 这种多元复合体系有望作为多通道拉曼成像探针材料.     

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。     

介孔SiO_2薄膜增敏SERS基底在消逝波激励下的特性表征

采用溶胶-凝胶分子模板法在50 nm厚金膜表面制备约40 nm厚介孔二氧化硅(MPS)薄膜,然后在MPS薄膜表面静电自组装金纳米粒子(GNP)单层膜,形成的多层膜结构用作表面增强拉曼散射(SERS)基底.利用扫描电镜观测到MPS薄膜具有表面开口多孔结构,有助于小分子向薄膜内快速扩散.基于时域有限差分(FDTD)方法对电场分布的仿真结果指出,在表面等离子体共振(SPR)条件下分布于金膜与GNP之间的消逝场显著增强.由于空间重叠,该增强场能够高效激发MPS内富集的小分子拉曼信号,产生的拉曼信号还可免受金属作用的干扰.利用Kretschmann结构和尼罗蓝(NB)拉曼活性分子测试了Au/MPS/GNP基底在785 nm激发波长下的SERS效果,并与Au/GNP基底进行了比较.结果表明,在SPR条件下,Au/MPS/GNP基底能够导致较强的定向和背向拉曼信号,而且在586 cm-1处的背向拉曼信号强度是Au/GNP基底的40倍,这归功于MPS薄膜.进一步测试表明背向拉曼信号强度与NB浓度成正相关.这意味着Au/MPS/GNP基底具有良好的半定量检测本领.