基于壳层隔绝纳米粒子和在线裂解-吹扫捕集的血液氰化物表面增强拉曼光谱快速检测方法

建立了一种快速、简便的基于壳层隔绝纳米粒子和在线裂解捕集技术的血液氰化物表面增强拉曼光谱(SERS)检测方法。构建了新型在线裂解-吹扫捕集装置,通过浓H_2SO_4酸化,将全血中结合态氰化物裂解,并转化为挥发性的HCN气体,经N_2吹扫至碱液中形成NaCN,实现了中毒血液中氰化物的高效裂解与捕集;在强碱性条件下,以壳层隔绝金纳米粒子为基底,极大地削弱了氰化物的溶金效应,使得检测信号稳定,存在时间由普通金纳米粒子的5 min提高至1 h;方法检出限达10μg/L,线性范围为100~2000μg/L。将此方法应用于氰化物染毒大鼠及真实氰化物中毒患者全血的快速检测,为氰化物中毒快速检测提供了一种灵敏、特异、可靠的新方法。

壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱测试系统设计

基于壳层隔绝纳米粒子增强技术,开发了一种新型的等离激元拉曼光谱测试系统,该系统能够有效地提高被测物质的拉曼反射信号强度。壳层隔绝纳米粒子增强技术采用包裹了极薄的二氧化硅或者氧化铝壳层的单层金纳米粒子,能够产生较强的表面增强效应。整个测试系统的硬件部分主要包括双处理器(ARM和DSP)主控板、半导体激光光源、光谱仪、光纤探头和粒子施加装置;软件部分能够自动获取被测物质的拉曼谱图。这里,粒子施加装置用于自动地将壳层隔绝纳米粒子施加到被测样本中。在实验中,将测试系统用于检测食品违禁添加物三聚氰胺和孔雀石绿,以验证壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱技术。实验结果表明,该测试系统具有较高的测试灵敏度和较短的测试时间,广泛地适用于食品安全中痕量物质快速检测。

基于有孔壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱的芥子气现场检测新方法

基于有孔壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱技术,建立了一种快速便捷、高灵敏的芥子气及其相关物现场检测新方法。加入0.1 mol/L MgSO4可诱导纳米粒子有效团聚,形成多“热点”的拉曼散射,实现低至10μg/L芥子气的便携式拉曼光谱快速检测,线性范围为10～1000μg/L,分析增强因子约为1.1×106。本方法法直接应用于环境水样中微量芥子气的快速检测,回收率介于88%～114%之间。芥子气相关物（如2-氯乙基乙基硫醚、硫二甘醇、芥子亚砜和芥子砜）可得到有效区分。

Ag_核Au_壳双金属复合纳米线的制备及其表面增强拉曼光谱研究

采用氧化铝模板结合交流电沉积技术制备纯银纳米线,然后通过化学还原方法,并控制加入的金盐的量,在已制备好的银线表面包裹不同厚度的金壳层,得到具有核壳结构的Ag核Au壳复合纳米线.采用电子显微镜(SEM,TEM)和表面增强拉曼光谱对该复合结构纳米线进行相关表征,纳米线的表面形貌与加入的金盐的量有关.以苯硫酚(TP)和对巯基苯胺(PATP)为探针分子,研究了此类复合纳米线的表面增强拉曼散射效应.并以PATP在金银纳米线表面吸附的表面增强拉曼光谱的差别为探针,表征了复合纳米线表面金的包裹程度,结果表明一定厚度的包裹程度可制备无针孔效应的核壳结构金银复合纳米线.

Au@SiO_2核壳纳米粒子的制备及其表面增强拉曼光谱

采用柠檬酸钠还原氯金酸法制备金溶胶,以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,氨水作催化剂,制备以金为核,二氧化硅为壳的核壳纳米粒子.金纳米粒子的粒径可以通过柠檬酸钠和氯金酸的比例控制,通过调节TEOS的量和反应的时间可以控制二氧化硅壳层的厚度.以苯硫酚为探针分子研究了核壳结构纳米粒子的表面增强拉曼散射(SERS)效应与二氧化硅壳层厚度之间的关系.研究结果表明,金内核电磁场增强效应随着二氧化硅壳层厚度的增加逐渐减弱,且其衰减速度比具有相同尺度的双金属核壳结构纳米粒子的慢.此外,探针分子主要以物理作用吸附在二氧化硅的表面,可通过洗涤方法将探针分子除去,从而可使该复合结构基底用于循环SERS分析.

Ag_核Au_壳金属复合纳米粒子的制备及表面增强拉曼光谱研究

在已制备好的Ag纳米粒子表面, 通过化学还原的方法沉积生长Au包裹层, 制备了粒子尺寸为50～70 nm的Ag核Au壳复合纳米粒子. 通过改变AuCl-4量, 使Ag100-xAux中Au的含量由x=0变为x=30. 用UV-Vis吸收光谱和透射电子显微镜(TEM)对该结构纳米粒子进行了表征, 并以对巯基苯胺(PATP)为探针分子进行表面增强拉曼光谱(SERS)研究. 表面拉曼光谱表明, 该结构的纳米粒子具有比Ag更强的SERS活性, 随着Au:Ag比例的逐渐增加, 其活性呈现先增大后减小的趋势, 其最大增强约为Ag纳米粒子的10倍.

Au@TiO_2核壳纳米粒子光催化过程的表面增强拉曼光谱研究

利用聚电解质的静电吸附作用(层层组装),在Au纳米粒子表面包裹上不同层数的二氧化钛前驱体二(2-羟基丙酸)二氢氧化铵合钛(TALH),通过退火形成Au@TiO2复合纳米粒子.以苯硫酚(TP)作为探针分子对退火前复合纳米粒子不同壳层厚度的SERS效应进行表征.研究发现,SERS信号强度的变化与壳层厚度密切相关,当Au表面包裹至3层TALH时,信号几乎完全消失.结合紫外照射,利用SERS对亚甲基蓝(MB)在TiO2壳层表面的光催化降解过程进行了研究.结果表明,MB的降解主要经历了从多体及二聚体吸附逐渐向单体吸附方式的转变,然后又经历了一个脱甲基过程.

核壳纳米粒子与牛血清白蛋白表面增强拉曼光谱的研究

本文用表面增强拉曼光谱(SERS)系统地研究了牛血清白蛋白(BSA)与Ag/Pt核壳纳米粒子的相互作用,特别是核壳纳米粒子与被吸附的牛血清白蛋白分子之间的界面作用,并用紫外可见光谱、圆二色光谱(CD)作为辅助手段进一步证实了BSA与核壳纳米粒子的作用状况。通过紫外光谱研究发现,核壳纳米粒子的特征吸收峰的消失表明纳米粒子完全被牛血清白蛋白包覆。用近紫外CD光谱探讨了血清白蛋白的芳基氨基酸(苯丙氨酸、酪氨酸)残基微环境的变化。为探讨牛血清白蛋白与Ag/Pt核壳纳米粒子的作用机理及纳米尺寸的生物效应奠定了理论基础。

头孢氨苄免疫层析表面增强拉曼光谱检测方法研究

【目的】建立一种简便、快速、灵敏度高、特异性强的头孢氨苄免疫层析表面增强拉曼光谱(SERS)检测新方法。【方法】制备金银复合核壳结构的纳米贵金属,用来标记头孢氨苄抗体和拉曼信号分子5,5’-二硫代双2-硝基苯甲酸(DTNB),合成拉曼免疫探针,用透射电子显微镜和双光束紫外分光光度计对纳米金和修饰拉曼信号分子的金银复合核壳结构进行表征。将合成的拉曼免疫探针固定在微孔板上,待测样品中的头孢氨苄与包被在硝酸纤维素膜上的头孢氨苄抗原竞争结合拉曼免疫探针,通过免疫层析试纸条结合共聚焦拉曼光谱仪读取DTNB的信号值,建立头孢氨苄定量检测技术,并应用于实际牛奶样品的检测。【结果】透射电子显微镜和双光束紫外分光光度计表征结果显示,纳米银成功包裹在金颗粒表面。用共聚焦拉曼光谱仪检测免疫层析试纸条上拉曼信号分子的特征峰,拉曼信号分子特征峰为1062、1154、1334和1558 cm^(-1),其中1334 cm^(-1)处特征峰信号最强,选取此处峰高定量测定头孢氨苄的含量。头孢氨苄免疫层析表面增强拉曼光谱检测的线性范围为0~1 ng/mL,检测限为0.001 ng/mL,头孢氨苄的半数抑制质量浓度为0.05 ng/mL。与头孢克洛交叉反应率为111.1%,与头孢曲松钠、头孢夫辛酯、头孢噻吩钠交叉反应率均低于0.1%。实际样品加标浓度为1、4和8 ng/mL,回收率分别为94.4%、103.3%和97.5%。【结论】本研究建立的头孢氨苄免疫层析表面增强拉曼光谱检测方法操作简便、快速、灵敏,耗材成本低廉,可满足奶牛养殖农场和乳品加工企业进行大批量样品初筛检测需求。

壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱新技术

中科院院士、厦门大学化学化工学院田中群教授课题组与美国佐治亚理工学院王中林教授课题组合作，在电化学控制条件下获得了多种分子或离子吸附在铂、金等单晶电极上的表面拉曼光谱，该新技术尚属首次，其研究成果发表在2010年3月18日的英国《自然》（Nature）杂志上。

一维铜(核)-镍(壳)纳米结构的制备及其表面增强拉曼光谱

采用多孔阳极氧化铝模板(AAO)结合直流电化学沉积法,通过一种新的两步法合成一维铜(核)-镍(壳)纳米结构.首先制备铜纳米线,然后对AAO进行扩孔,利用铜纳米线和AAO孔壁之间的间隙,沉积镍纳米线/纳米管.通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对其结构和形貌进行表征分析,所得结果验证了这种方法的可行性.以腺嘌呤为探针分子研究此种纳米结构的表面增强拉曼散射(SERS)效应,结果表明,这种一维纳米材料是一种潜在的SERS活性基底,拓宽了过渡金属在SERS中的应用.

新型检测技术-壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱

最新出版的《自然》杂志，刊登了以厦门大学课题组为第一单位发表的论文，这篇论文叙述了基于表面增强拉曼光谱（SERS）的一种新技术——“壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱”（SHINERS），相当于在金属或其他材料（例如半导体硅表面甚至橘子皮）面上铺撒一层“聪明的灰尘”，即壳层隔绝纳米粒子。这种纳米粒子能使各种材料表面的拉曼光谱得到增强。这项新技术被认为将在材料科学和生命科学得到运用，例如，在食物安全、药物、炸药以及环境污染检测中发挥作用。

金@银核壳纳米粒子的制备和形貌的精确控制及其表面增强拉曼光谱性能（英文）

用种子生长法制备了金@银核壳结构的纳米粒子。在制备过程中通过控制氯金酸的浓度和硝酸银的体积,得到了不同粒径的金核和不同厚度的银壳构成的核壳纳米粒子。从而得到了具有不同SERS性能的金@银核壳纳米粒子。选取具有最佳SERS性能的金@银核壳纳米粒子实现了对罗丹明6G的微量检测。

Au@SiO_2单层膜间耦合效应的表面增强拉曼光谱研究

借助水/油两相界面自组装形成致密排列且有序稳定的Au@SiO2单层膜,通过膜层层转移到固相基底的方法制备了具有不同纳米粒子层数的SERS基底,成功在同一硅片上制备了六层Au@SiO2纳米粒子膜,研究了不同膜层数与SERS信号的关系,结合SERS成像技术可测定纳米粒子膜在基底上的层数。通过改变探针分子在多层纳米粒子膜上的位置,研究了纳米粒子膜间的耦合增强效应。研究表明,同一层膜表面探针分子的SERS信号分布均匀,随膜层数的增加,SERS信号明显增强,当膜层达到第五层时探针分子的SERS信号最强,之后几乎保持不变,说明SERS信号主要来源于表层的五层纳米粒子膜,位于五层以下纳米粒子对SERS效应并没有贡献。固定探针分子仅吸附于底层纳米粒子表面,当再覆盖一层裸露纳米粒子膜后,SERS信号达到最大,其主要源于热点的增强作用占主导地位,而覆盖至第三层时,SERS信号反而出现微小减弱,这是由于多层的Au@SiO2纳米粒子膜影响了激发光以及信号的传播,但粒子间产生的耦合效应仍对底层的探针分子起增强作用,当覆盖至五层Au@SiO2膜后,探针分子SERS信号完全消失,由此说明纳米粒子单层膜控制在三层以内可有效检测底层及以上所有纳米粒子上吸附分子的SERS信号,该结果为制备理想SERS基底提供了实验依据。

(Au-Probe)@SiO2单层纳米粒子膜制备及表面增强拉曼光谱研究

表面增强拉曼光谱(SERS)因其高达单分子检测的表面灵敏度而广受青睐,其增强机理主要包括电磁场增强效应(EM)和电荷转移增强(CT)。通常,前者占主导作用,且局域电磁场可极大地增强表面吸附分子的拉曼信号。而介质通常对局域电磁场和EM增强有一定影响,从而影响SERS检测,通过壳层隔绝纳米粒子(SHINs)可避免介质与SERS增强源间的直接接触。但迄今为止,几乎未见有关介质对其增强拉曼光谱(SHINERS)影响的研究,主要因SERS基底均匀性较差所致。制备了两种探针分子内嵌且Au核尺寸不同的核壳纳米粒子,即(55 nm Au-PNTP)@SiO2和(110 nm Au-pMBA)@SiO2,壳层厚度分别为3.5和4.0 nm,壳层结构连续且无针孔效应。采用液-液两相成膜法制备其单层膜,转移至固相基底上可作为SERS基底,(55 nm Au-PNTP)@SiO2单层膜上SERS谱峰强度的相对标准偏差约为5.38%,(110 nm Au-pMBA)@SiO2单层膜上相对标准偏差约为5.97%,其重现性及均匀性优良,符合作为SERS基底的要求。研究它们分别在空气和水两种介质中的SERS效应,结果表明Au核被致密无针孔效应的SiO2壳层包裹,且探针分子内嵌其中,由此完全隔绝了电磁场增强源内核Au纳米粒子与介质的直接接触,当改变基底所处的环境时,其实际介质仍为SiO2,因此在两种介质中SERS信号几乎不发生改变。内嵌探针分子的PNTP或pMBA被包裹在SiO2壳层内,溶剂及氧气等均无法参与反应,因此探针分子未发生SPR催化反应,保持稳定的光谱特征。由此可见内嵌探针分子的SERS信号强度及光谱特征不受介质的影响,可望作为多介质环境使用的高灵敏度SERS检测以及稳定内标或标记的重要基底。

孔上形成双分子层类脂膜（BLM）方法的改进及以表面增强拉曼光谱技术（SERS）对BLM膜的研究尝试

孔上形成双分子层类脂膜（ＢＬＭ）方法的改进及以表面增强拉曼光谱技术（ＳＥＲＳ）对ＢＬＭ膜的研究尝试马树国，吴国祯（清华大学物理系北京１０００８４）ＴｈｅＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＰｒｅｐａｒｉｎｇＳｔａｂｌｅＢｉｌａｙｅｒＬｉｐｉｄＭｅｍｂｒａｎｅ（...

核壳结构纳米颗粒在表面增强拉曼光谱中的研究进展

纳米颗粒在表面增强拉曼光谱(SERS)中起着关键作用。由于单组分纳米颗粒的增强性能不强,使用受限,因而多组分核壳纳米颗粒作为SERS基底更常用于制备具有高密度"热点"的SERS基底来实现增强性能的优化。

单粒子表面增强拉曼光谱的二维成像研究

以单个椭球形Fe2O3@Au核壳粒子作为SERS活性基底,苯硫酚（TP）作为探针分子,研究了椭球形粒子表面SERS效应的分布,对比了粒子尖端以及中间SERS效应的差别.为了得到单个粒子表面不同部分对SERS强度的贡献差别,通过数学模拟和解析了探针分子SERS的二维成像（2D-mapping）信号,获得了粒子边缘不同点的SERS效应.模拟分析结果表明,当xy平面内粒子在垂直入射（z轴）平面波作用下,单个椭球形Fe2O3@Au核壳粒子表面单位面积上的SERS强度相差极大,粒子长轴方向端点附近单位面积上的SERS效应最大,而其它表面部分较弱,其中与短轴平行方向的表面附近为最弱,差异可达到约2~3个数量级.若考虑SERS增强主要为电磁场增强的尖端效应,则单个椭球形粒子尖端的局域感应电磁场为垂直方向的5倍.

科学家发明核壳隔绝纳米粒子增强拉曼光谱检测新技术

据报道，中科院院士、厦门大学化学化工学院田中群教授课题组与美国佐治亚理工学院王中林教授课题组合作，在电化学控制条件下获得了多种分子或离子吸附在铂、金等单晶电极上的表面拉曼光谱，据悉，该新技术尚属首次。

表面增强拉曼光谱:应用和发展

表面增强拉曼光谱技术(Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)是一种具有超高灵敏度的指纹光谱技术,目前已广泛应用于表面科学、材料科学、生物医学、药物分析、食品安全、环境检测等领域,是一种极具潜力的痕量分析技术。本文对SERS技术及相关的针尖增强拉曼光谱(Tip-enhanced Raman spectroscopy,TERS),壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱(Shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy,SHINERS)技术的发展及应用进行了综合评述,并探讨了其未来的研究热点及发展方向。