表面增强拉曼散射光谱定量分析技术的研究进展

表面增强拉曼散射(SERS)光谱具有灵敏度高、光谱特征强、受光漂白影响小等特点,在环境、食品和药品、以及生物分析等领域有着广阔的应用前景。目前,SERS光谱技术仅属于定性或半定量分析技术,尚未发展成为一项成熟的定量分析检测技术。本文综述了现有文献中用于提高SERS定量结果准确度的方法以及它们的优缺点,并在此基础上展望了SERS技术在复杂体系中定量分析的发展方向。

苯在铑电极上吸附的表面增强拉曼散射光谱研究

利用成熟的电极处理方法成功地获得了苯在粗糙铑电极上电化学吸附的拉曼谱图 .详细探讨了电极电位、电解质等因素对苯的电化学吸附的影响 .结果表明 ,苯分子吸附到粗糙铑电极上后 ,表面拉曼谱图与纯苯本体谱图的差别很大 ,说明吸附后的苯分子在几何及电子结构上发生了巨大变化 .苯分子可能以 1 ,3-环己二烯的结构吸附于铑电极表面 .

高荧光及强背景噪声情况下表面增强拉曼散射光谱提取方法研究

试提出一种高荧光及强背景噪声情况下表面增强拉曼散射光谱的提取方法。该方法从分析荧光谱及背景噪声信号的组成入手,构建相应模型对荧光谱及噪声信号进行估计,通过比较估计结果与实际数据的差别识别谱峰信号,并定位谱峰的基底位置。通过在若丹明6G、前列腺特异抗原测量及pH值传感实验中的实际应用检验可知,该方法可提高表面增强拉曼散射光谱信号的分辩率和测量准确度,在微量物质鉴别及物质含量定量测量方面有较好的应用前景。

纳米Ag/TiO_(2)纳米管阵列基底构建及表面增强拉曼散射光谱检测与降解盐酸四环素

将阳极氧化与光还原法结合,在TiO_(2)纳米管阵列(TiO_(2)NTAs)表面修饰Ag纳米粒子,获得一种均匀有序、稳定性高且可循环的TiO_(2)NTAs/Ag活性基底。采用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)、表面增强拉曼散射光谱(SERS)和扫描电子显微镜(SEM)等手段对TiO_(2)NTAs/Ag的组成和结构进行了表征。进一步研究了该TiO_(2)-NTAs/Ag阵列对盐酸四环素(TC-HCl)的SERS响应,结果表明,该复合基底对TC-HCl具有较高的检测灵敏度,在水中检测限可达1×10^(−14) mol/L,而TiO_(2)-NTAs与Ag之间的协同效应对其检测性能的提高起着关键作用。此外,TiO_(2)NTAs/Ag基底在光照下对TC-HCl展示了优异的降解活性,且至少可循环使用8次。表明该TiO_(2)NTAs/Ag基底在环境中有机污染物的SERS检测和降解领域具有潜在的应用前景。

表面增强拉曼散射光谱同时检测4种痕量多环芳烃

合成了植酸保护的纳米金,其具有较强的疏水性和表面增强拉曼散射(SERS)活性.利用小型拉曼光谱仪和分子光谱的指纹信息特征,建立可同时分析水中多种多环芳烃的SERS分析方法.多环芳烃检出限如下:蒽为100μg/L,荧蒽为100μg/L,芘达到10μg/L和苯并芘可达1μg/L.

表面增强拉曼散射光谱在细胞研究中的应用

本文简介了表面增强拉曼散射(SERS)光谱,阐述了单分子探测灵敏度的SERS光谱术在细胞内的应用进展,提出了鼻咽癌细胞的表面增强拉曼散射光谱研究的建议。

表面增强拉曼散射光谱法在环境污染物检测中的应用

对2002～2009年间表面增强拉曼散射光谱法在环境污染物检测中的应用进展作了评述,涉及的主题有在微生物、农药残留、多环芳香烃、三聚氰胺检测中的应用(引用文献21篇)。

金颗粒为活性基底的裸鼠血清表面增强拉曼散射光谱分析

对肿瘤裸鼠血清进行显微共聚焦拉曼光谱测量,并将血清的普通拉曼光谱与以金纳米颗粒为基底的表面增强拉曼散射(SERS)光谱进行对比,结果表明金纳米粒子作为活性基底对裸鼠血清具有显著的拉曼增强作用,在很多常规拉曼光谱中未能检测出的信息在SERS光谱中得以体现。这源于血清中的物质与金纳米颗粒之间的化学吸附和相互作用,使得微量样品也能够通过SERS光谱来反映出血清中各种蛋白质、脂类、糖类、核酸以及其他成分的分子结构等信息。血清中各种成分的信息可以反映体内各种细胞和组织的生理代谢及病理变化,血清的SERS光谱将为疾病的诊断和治疗提供一种有效手段。

表面增强拉曼散射光谱法快速鉴别经硫磺熏蒸的中药饮片

将金纳米粒子溶液直接滴加在中药饮片的表面,利用表面增强拉曼散射(SERS)可直接对硫磺熏蒸导致的Na2SO3残留进行检测,并对检测条件进行了优化。使用本法对硫磺熏蒸和无硫磺熏蒸的10组中药饮片分别进行测定,结果均具有显著差异。

柔性复合材料在表面增强拉曼散射光谱中的研究进展

表面增强拉曼散射(SERS)光谱作为一种先进的光谱技术,其具有灵敏度高、选择性好且普适性强的优点,近几年来被广泛地用于化学及生物分子检测。活性基底的性质决定了SERS的应用范围及检测效果。与传统的刚性SERS基底相比较,柔性基底可以提高SERS在不规则表面的检测效果。本文从电磁场增强和化学增强两方面阐述了SERS增强机理,并介绍了柔性复合物SERS基底的优点及其制备方法。综述了柔性SERS基底在食品安全、环境污染及公共安全等方面的应用。讨论了目前柔性SERS基底研究中所存在的问题,并展望了未来的研究方向。

薄层色谱和表面增强拉曼散射光谱联用检测猪肉中二甲硝咪唑

采用薄层色谱和表面增强拉曼散射光谱(TLC-SERS)联用技术对猪肉中的二甲硝咪唑进行分离检测。硅藻土作为固定相制备薄层色谱板,将含有二甲硝咪唑的混合物直接滴在硅藻土板上,可实现对二甲硝咪唑的快速分离检测。经过薄层色谱分离后,确定比移值(R_(f)),在对应位置滴加浓缩40倍的纳米金溶胶,表面增强拉曼光谱检测二甲硝咪唑的灵敏度为10μmol/L,检出限为4.16 mmol/L,低于食品中二甲硝咪唑的最高残留限量。

结合多变量统计分析肝癌氧合血红蛋白表面增强拉曼光谱

采用二维纳米结构银膜作为基底,检测了30例肝癌患者和30例健康人氧合血红蛋白表面增强拉曼散射(SERS)谱。利用主成分分析(PCA)结合独立变量t检验建立SERS光谱诊断多元统计算法模型,并用判别分析方法对此统计算法的诊断效果进行评价。实验结果表明,肝癌患者与健康人氧合血红蛋白SERS光谱有明显区别。采用PCA分析结合独立变量t检验统计分析方法得出SERS光谱PCA得分三维散点图可以很好的区分健康人和肝癌患者。利用判别分析方法得出该统计算法诊断肝癌的特异性和灵敏度分别为90%和96.7%,总判别正确率为93.3%。与健康人相比,肝癌患者氧合血红蛋白中吡咯环的呼吸振动模式的数量、酪氨酸和苯丙氨酸的含量相对偏低。研究结果表明,氧合血红蛋白SERS光谱统计分析有望发展成为一种新型的肝癌诊断工具。

胃癌患者血红蛋白的表面增强拉曼光谱分析

胃癌患者能够得到早期诊断对其治疗具有十分重要的意义,疾病状态下的血红蛋白拉曼光谱检测在血液代用品的高铁血红蛋白含量检测中以及血氧饱和定量测定中占很大优势。本实验采用微波加热法制备银胶体粒子,依次对20例胃癌患者和11例健康人的血红蛋白进行表面增强拉曼光谱分析。采用SERS谱峰归属分析结果显示胃癌患者血红蛋白中的酪氨酸、苯丙氨酸和吡咯环的含量均低于正常人。本文还讨论了血红素的分子结构,在血红蛋白和氧气结合的前后,Fe^(2+)分别处于高低自旋态,离子半径也随着与氧结合缩小了0.075nm从而滑落入卟啉环平面中央的孔隙之中。这种空间的拉伸变化会牵动与铁相连的F8His,使得珠蛋白中两股螺旋之间空隙缩小,导致将HC2酪氨酸排挤出空隙。利用这一机理,对血红蛋白1 560cm^(-1)的吸收峰进行研究,证实了胃癌患者酪氨酸含量确实低于正常人。为了能得到更加明显的诊断区分,利用降维的思想,采用主成分分析(PCA)的方法对所有的拉曼光谱进行多元统计分析,得出三维的诊断散点图。为了更加精确的得出诊断准确率,用判别分析得出诊断的灵敏度和特异性分别为90.0%和90.9%,总判别正确率为90.3%。此项研究表明:对氧合血红蛋白的表面增强拉曼光谱诊断分析有希望成为一项新型的胃癌诊断技术应用于医学领域。

农药残留的表面增强拉曼光谱快速检测技术研究现状与展望

果蔬农药残留危害人类健康,施药后,农药分布于其表皮和内部组织,果蔬表面农药绝对残留量低、不均匀,直接光谱检测表征难,而表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)技术具有分子级检测精度,可以有效扩增信号,在实现微量物质检测方面优势明显。为此,论文综述了国内外表面增强拉曼散射技术的研究现状,特别是详细介绍了通过设计合理的表面增强拉曼基底结构,实现农药残留信号增强的主要技术手段和表面增强拉曼光谱信号分析方法。在此基础上,指出农药残留的表面增强拉曼检测技术研究中的前沿热点问题,探讨并展望了表面增强拉曼技术在农药残留快速检测方面的发展趋势。基于表面增强拉曼的农药高灵敏度、快速检测表征技术,将在农药违禁使用和农药残留超标监管中有广阔应用前景。

黄曲霉素B_2分子吸附在银团簇的表面增强拉曼散射机理

采用密度泛函理论(DFT)B3LYP方法,6-311G(d,p)(C,H,O)/LANL2DZ(Ag)基组,计算了黄曲霉素B2(AFB2)分子吸附在Ag2团簇的表面增强拉曼散射(SERS)光谱和预共振拉曼光谱,并与实验结果比较.结果显示:AFB2分子在基态Ag2团簇表面吸附时,增强因子最大达到102,对应吡喃(pyrane)环C=O伸缩振动,主要是由AFB2分子周围化学环境改变而引起的基态静极化率改变导致的化学增强.不同激发波长下的AFB2分子预共振拉曼光谱的增强强度不同:电荷转移态激发波长为1144和544 nm时拉曼信号增强了102倍,而选择电荷转移预共振波长432和410 nm作为入射光时,其拉曼信号增强了104倍,增强机理为银团簇和黄曲霉素分子之间的电荷转移共振增强.因此通过改变入射光波长,选择电荷转移共振激发波长,更有利于强致癌物AFB2分子的痕量检测.

基于表面增强拉曼散射的敌草快检测方法

利用表面增强拉曼散射（SERS）技术,以银镜为SERS活性基底,建立了一种快速检测敌草快的分析方法.紫外光谱结果表明,敌草快分子在pH≤9的条件下可以稳定存在;在较宽的范围内（pH=1～9）pH值对SERS检测结果无影响.因此,无需对敌草快溶液的pH值进行调节即可进行SERS检测,简化了待测样品的预处理过程.SERS光谱检测结果表明,敌草快的特征峰强度随着浓度的降低而降低.该方法对敌草快的检测限可以达到10^-8mol/L.此方法操作简单,检测速度快,能够实现对敌草快的无损检测分析.

核酸碱基和核苷的高效液相色谱——表面增强拉曼光谱在线联机分析研究

本文将反相高效液相色谱(RP——HPLC)与表面增强拉曼光谱(SERS)联机,对三个核嘧啶、四个核嘌呤和两个核嘧啶及其核苷混合物进行在线联机分析研究。在流动条件下,对影响 SERS 测定的因素,如激光照射、温度、pH 值、流速、记忆效应,以及联机系统的接口装置等进行了讨论。文中给出了联机测得的三维和二维 SERS 色谱图。

表面增强拉曼光谱对结构类似物黄嘌呤、茶碱、可可碱的鉴别

目的采用表面增强拉曼光谱技术对结构类似物黄嘌呤、茶碱、可可碱进行区分。方法通过制备浓缩的银胶增强试剂作为拉曼基底,增加单位面积内的“热点”数目,从而提高表面增强拉曼光谱的灵敏度,增强待测样品的信号强度,实现对结构类似物进行有效区分的目的。同时,通过测定包含3种混合物的血清样品,验证表面增强拉曼光谱在实际应用中的可行性。结果浓缩后的银胶极大地提高了3种结构类似物的信号强度,分别得到3种物质各自的特征光谱图,以及混合物在血清体系下的光谱图。3种物质水溶液的检测限依次为:0.005、0.01、0.005μmol/L。结论表面增强拉曼光谱是一种很好的用于区分结构类似物的分析方法,具有简便快捷、灵敏度高、对样品无损等特点,可广泛应用于检测、分析、临床治疗和诊断等领域。

表面增强拉曼光谱与其他检测技术联用的概述

表面增强拉曼光谱(SERS)作为日渐成熟的分析检测技术,对自然界中许多单一物质具有鉴别检测,甚至是定量测定的能力。但在实际样品分析中,被测样品往往是多种物质的混合体系,单纯依靠SERS技术无法实现对混合体系各组成成分的准确表征。因此,SERS联用其他技术手段来对被测物质进行准确测定已成为必然趋势。通过联用的方式,提高SERS在检测和表征方面的不足,实现高效、灵敏、准确地测定被测物质的目的。

基于光子晶体带边效应的表面增强拉曼基底

将光子晶体的带边效应与金纳米粒子的拉曼散射增强作用相结合,制备了一种新型光子晶体表面增强拉曼散射基底(PC-Au NPs),利用罗丹明B(Rh B)作为报告分子,对所得基底性能进行检测。PC-Au NPs基底的制备包括3个步骤:在Si O2微球表面修饰氨基,再通过垂直沉降自组装得到蛋白石结构光子晶体(PC),最后,在光子晶体表面负载金纳米粒子(Au NPs)。结果表明,光子晶体的带隙范围及Au NPs的负载量直接影响了PC-Au NPs基底的检测效果;以所得的PC-Au NPs基底测定Rh B分子,其拉曼散射特征峰强度与浓度对数值呈现良好的线性关系,线性方程为I=1711lg[Rh B(mol/L)]+15244,线性相关系数R^2=0.9994,检出限为1×10^(-8)mol/L,表明此PC-Au NPs基底可用于目标物的定性及定量检测。本方法提高了传统拉曼散射光谱检测灵敏度,操作简单,具有良好的重现性,可为其它新型检测基底的制备提供。