纳米岛状银膜@金纳米针尖表面增强拉曼散射传感界面及多巴胺分子的传感分析

多巴胺缺乏是导致帕金森疾病临床症状的主要原因。为有效检测分析多巴胺分子,本文通过磁控溅射技术制备了一种具有纳米岛状结构的银薄膜,使用无机碱性双氧水作为清洁还原剂,还原制备了一种毛胆状多纳米针尖的金纳米结构,并将纳米岛状结构的银薄膜和毛胆状多纳米针尖的金纳米结构作为表面增强拉曼散射(SERS)基底。通过银膜承载多巴胺分子,并滴加覆盖毛胆状多针尖的金纳米结构,利用具有高粗糙度的银膜表面与金纳米针尖异质结构形成的界面"热点",有效增强多巴胺分子的拉曼散射信号,并在尿液样品中实现多巴胺分子的传感检测。本研究构建的银膜@金纳米针尖表面增强拉曼散射传感界面,对于生物标志物分子的检测具有灵敏度高和抗干扰能力强的优势。

等离子体金属纳米结构在SERS传感及可穿戴应力传感中的应用

等离子体金属(金、银)纳米结构因其特有的理化性能,被广泛应用于表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)传感及可穿戴应力传感领域。其中,SERS是一种应用贵金属纳米材料增强拉曼散射信号的检测技术,该技术灵敏度高、特异性强,已被广泛用于生物医学、环境监测、食品药品检测等领域。随着电子检测技术和柔性电子材料的快速发展,柔性可穿戴传感技术也得到了快速发展,且取得了大量的研究成果。SERS检测技术主要依赖于贵金属纳米增强基底材料,而基于贵金属纳米结构的可穿戴传感元件对人体微应力、微应变的传感具有极高的灵敏度。SERS增强基底材料与可穿戴应力传感元件材料具有互通互用性,将贵金属纳米SERS基底应用于柔性可穿戴式检测,这是SERS检测技术比较新颖的、尚未深入研究的应用领域之一。该文综述了贵金属溶胶纳米结构的材料组成分类以及该类材料在SERS和可穿戴应力传感中的应用,并分析了胶体贵金属纳米结构组成及成分对SERS传感、可穿戴应力传感灵敏度、可重复性及稳定性的影响,最后展望了贵金属胶体纳米结构在SERS传感和柔性可穿戴应用中的发展趋势。

基于毛丹状Au@Ag合金纳米结构的活性细菌表面增强拉曼散射传感

为实现活性细菌的快速和原位检测,使用无机碱性双氧水作为“清洁”还原剂,还原制备了一种毛丹状Au@Ag合金纳米颗粒,并将其作为表面增强拉曼散射(SERS)基底材料。研究发现:构建的毛丹状Au@Ag合金纳米颗粒具有较高的表面粗糙度和致密的表面纳米毛刺,该结构对细菌表面的吸附能力较强,且不影响细菌的生物活性;构建的毛丹状Au@Ag合金纳米颗粒在单颗粒表面具有大量的“纳米针尖”和“纳米间隙”,这种结构可产生较强的局部表面等离子体共振效应;将毛丹状Au@Ag合金纳米颗粒吸附于细菌表面,可以有效地增加细菌表面的SERS“热点”,且在实际检测中容易操作。利用以上特点,在633 nm的激发光激发下,可以有效获得活性细菌的SERS指纹谱信号,该方法的灵敏度和检测效率高,能广泛应用于微生物细胞的SERS传感分析。

碳和金属纳米材料基柔性应力传感器及其可穿戴应用

简述了碳和金属纳米材料基柔性应力传感器的材料、结构和制备工艺,以及在可穿戴电子设备中应用的研究现状。重点介绍了碳和金属纳米材料基柔性应力传感器灵敏度、稳定性及响应时间等性能的研究进展和阻碍因素,并探讨了传感器的能耗和自供电问题。通过多孔碳纳米材料、碳纳米材料与柔性纤维复合材料以及设计的具有分层结构的金属纳米材料基传感元件的制备,可实现传感器对微小应力的高灵敏度、高稳定性以及快速响应。最后给出了碳和金属纳米材料基柔性应力传感器在可穿戴电子设备中的应用,并对柔性应力传感元件材料的发展方向进行了展望。

静电纺纳米复合纤维柔性表面增强拉曼散射传感基底的研究进展

表面增强拉曼散射(Surface enhanced Raman scattering,SERS)是一种分子检测光谱技术,借助SERS基底,可对生物、化学等复杂体系中的痕量分子进行分析。其中静电纺纳米纤维SERS基底由于具有高比表面积、可透气透水、柔韧可折叠弯曲等特点,在复杂体系中提取、过滤、浓缩痕量分子等应用场景中,其表面结构具有其他刚性SERS基底不可比拟的优势。然而,静电纺纳米纤维SERS基底的发展却受到制备方法的限制,存在检测灵敏度较低、制备过程复杂等问题。因此,目前的研究工作主要集中在新型制备方法及工艺的开发。本文综述了静电纺纳米金银复合纤维SERS基底的几种常用制备方法,包括直接混合纺丝法、化学吸附法、静电吸附法、物理沉积法和原位化学还原法,并总结了静电纺纳米纤维SERS基底在复杂体系中提取、过滤、浓缩待测分子的应用,最后对静电纺纳米复合纤维SERS基底的发展进行了展望。