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。

薄层色谱与表面增强拉曼光谱法鉴别一次性纸杯中荧光增白剂

建立一次性食品包装用纸杯中非法添加荧光增白剂的薄层色谱-表面增强拉曼光谱(TLC-SERS)鉴别法。采用微波法与传统法分别制备了银、金、金包银和银包金4种金属溶胶,并通过紫外光谱法、电镜扫描法、电势与粒径测定法等手段进行表征,检测各种金属溶胶对吡啶的拉曼光谱增强效应以判定金属溶胶质量,并以4种双三嗪氨基二苯乙烯类荧光增白剂(DSD-FWAs)中的二磺酸型荧光增白剂71(C.I.71)、荧光增白剂85(C.I.85)、荧光增白剂90(C.I.90)、荧光增白剂113(C.I.113)为目标检测成分,建立一次性纸杯中4种荧光增白剂的TLC-SERS鉴别方法。结果显示微波法制备的银溶胶作为本项研究食品包材中增白剂鉴别方法的表面增强剂效果更佳,对市售100批样品进行TLC-SERS鉴别,6批样品中检出C.I.113,建立的方法可为食品包装材料中荧光增白剂的检测提供新的备选方法。

薄层色谱与表面增强拉曼散射光谱联用技术的研究进展

表面增强拉曼光谱(SERS)作为一种快速、灵敏的分析技术,被广泛应用于分析化学、环境检测及食品安全等领域。在实际生活中的样品大多为混合物,直接使用SERS技术无法对复杂样品中的分析物进行准确测定。薄层色谱(TLC)分离技术具有操作简便,成本低廉及分离速度快等特点,TLC作为一种高通量的分离技术在合成化学、分析化学、药物化学及食品科学等研究领域得到了广泛的应用。TLC对待测物体系进行分离后,通过碘显色或荧光对分离的斑点进行可视化处理,再结合质谱,红外光谱、荧光光谱及SERS光谱等分析技术可以对分离物质进行定性及定量分析。TLC与SERS联用技术的出现,使得SERS光谱可以应用于混合物中分析物的有效测定。TLC-SERS技术同时具备良好的分离作用和灵敏的光谱检测性能,适用于对复杂样品进行分离检测。在TLC-SERS检测过程中,样品用量少且无需使用复杂的实验设备即可实现对混合物现场快速检测。介绍了SERS的增强机理以及活性基底的制备,对TLC-SERS技术在环境污染物检测、食品安全、中草药鉴定及生物医学等方面的应用做了概括性综述。给出了TLC-SERS技术在有害物快检领域的应用实例,为TLC-SERS技术未来用于食品安全、法医鉴定及环境治理中快速检测方法建立及仪器设备研发提供参考。

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)。

表面增强拉曼光谱在食品人工合成色素的现场快速筛查中的应用

已有研究表明食品加工过程中添加的人工合成色素不仅不能提供营养物质,而且可能是导致小儿多动症的来源之一,影响儿童智力发育.基于表面增强拉曼光谱(SERS)原理和便携式拉曼光谱仪,提出了一种非定向的现场快速筛查方法.该方法只需对疑似含有人工合成色素的固体或液体状食品样品进行简单前处理,即可进行SERS检测.样品前处理和检测的总时长不超过15 min,检出质量浓度在1 mg/L水平,可有效满足政府职能部门的现场执法需求.除具有快速、方便、灵敏度高等特点之外,该检测方法的最大优势在于实现了未知样品的现场非定向测试:在同一种前处理过程和检测方法下,可对食品中常添加的亮蓝、胭脂红、日落黄、柠檬黄、苋菜红和诱惑红6种人工合成色素进行快速鉴定和半定量分析.

氧化乐果的振动光谱及其表面增强拉曼散射研究

采用ATR-FTIR、FT-拉曼表征了氧化乐果在酸、碱、中性条件下的振动光谱,获得了氧化乐果分子较为全面的结构振动信息;以金/银核-壳粒子为基底,获得了不同浓度及其酸碱条件下氧化乐果的表面增强拉曼散射(SERS)光谱,考察了其分子在该基底表面的吸附状态及其酸碱影响,推测了氧化乐果的SERS机理;结果表明:νas(NH),νas(CH3),AmideⅠ,ν(POC),ν(PO),ν(C-S)为氧化乐果分子特征振动;中性条件下,氧化乐果浓度低于2.0×10-2mol/L已无明显SERS,酸、碱条件下,在2.0×10-10mol/L氧化乐果分子与基底的作用仍显著,尤其酸性的SERS更强;氧化乐果主要以磷酸酯结构与基底表面作用,探讨了酸碱条件下的不同水解历程对该作用的影响,为研究有机磷农药的形态变化提供了参考。

基于表面增强拉曼光谱的水中芳香胺类污染物现场快速检测技术

利用表面增强拉曼光谱(SERS)对水中芳香胺类污染物进行检测分析.通过化学法合成具有SERS活性的银胶,紫外可见光谱、动态光散射及扫描电子显微镜表征显示制备的银胶分散性良好、粒径均匀;选用背景散射弱、价格便宜的薄层色谱板为承载基底,利用所制备的银胶并结合便携式拉曼光谱仪对芳香胺类污染水样进行现场快速检测,结果显示,适当的胶体浓度和团聚剂浓度可提高检测效果,优化条件下的部分芳香胺检测限可达5.0×10-6mol.L-1.研究表明,SERS技术可用于水中芳香胺的现场快速检测,有望成为一种新的水污染应急分析手段.

Ag-CV的表面增强共振散射光谱研究

采用共振散射光谱和紫外可见光谱研究了银胶与结晶紫 (CV)的相互作用 .在 pH为 4.0的HAc NaAc缓冲溶液中 ,银胶在 345nm和 70 0nm有两个共振散射峰 ;当加入带正电的阳离子染料结晶紫后 ,产生表面增强效应 ,345nm和 70 0nm处的共振散射信号大为增强 ,从而获得灵敏的表面增强共振散射光谱 .这一新方法在生物分析化学、生物无机化学和半导体光催化研究领域有着重要的用途 .

拉曼散射光谱法实验教学设计与实践

拉曼光谱是一种无损的分析技术,能够提供物质的结构和成分信息,已被广泛应用于化学、生物学和材料科学等领域的分析和研究中。经过三年的教学,拉曼散射光谱法实验的教学设计已获得诸多实践经验。该实验项目分别设计了定性分析、定量分析和痕量分析三部分内容,从生活中常见的真假翡翠的辨别入手,激发与培养学生自主学习拉曼光谱相关知识的兴趣和热情。通过对便携式拉曼光谱仪的使用让学生理解仪器的结构和功能,掌握拉曼光谱法和表面增强拉曼光谱法的基本原理。经过本实验项目的学习,学生能够正确使用拉曼光谱仪测试固体样品、液体样品和痕量物质,为掌握相关的光谱学知识奠定良好的基础。

基于表面增强拉曼光谱技术的环境水样中杀鼠醚的现场快速检测方法

杀鼠醚在水环境中的蓄积可对生态系统造成破坏,并对人体健康产生不利影响.本文利用表面增强拉曼光谱(SERS)技术,构建环境水中杀鼠醚的简单、快速定性及定量检测分析方法.采用化学合成法制备了粒径为45—60 nm的纳米金作为SERS活性基底,以便携式拉曼光谱仪作为检测平台,实现了3 min内完成环境水中杀鼠醚的检测.通过对实验条件进行优化,该方法的检出限低至1.53 ng·mL^(−1),加标回收率为90.2%—98.2%.在浓度为0.025—5μg·mL^(−1)范围内,杀鼠醚浓度与SERS信号强度间呈现出良好的线性关系,R2=0.990.与传统方法相比,该方法操作简单、快速、成本低廉,为水中杀鼠醚的现场检测分析提供了可靠的新选择.

表面增强拉曼光谱法快速检测化妆品中防腐剂

目的实现化妆品中苯甲酸与山梨酸两种常见防腐剂的现场快速检测,提高检测效率和现场检测能力。方法使用便携式拉曼光谱仪,以银纳米粒子作为表面增强拉曼光谱(surface enhanced raman spectroscopy,SERS)的增强基底,检测化妆品中的苯甲酸和山梨酸钾。结果苯甲酸和山梨酸分别在1157 cm^(-1)和871 cm^(-1)处具有特征拉曼谱峰,同时进一步研究表明,苯甲酸和山梨酸的浓度与其特征拉曼谱峰强度线性相关,故可实现定量检测,用传统液相色谱法确证,定量结果一致。结论该SERS方法具有简单、快速、高效等优点,有望实现防腐剂的现场快速检测。

二维薄层色谱-表面增强拉曼散射联用技术用于饮料及水果中糖精钠的快速分析

采用高稳定、高灵敏的纳米金/多孔二氧化硅复合材料作为SERS基底,构建了一种二维薄层色谱-表面增强拉曼散射(TLC-SERS)联用方法,该技术结合了薄层色谱(TLC)的快速分离功能和SERS定性定量分析的优点,提高了分离能力。采用对巯基苯胺作为探针分子研究了基底的均匀性和批-批重复性。Mapping扫描实验表明,24个测量点峰强度的相对标准偏差(RSD)为5.9%,说明该基底具有良好的点-点重复性。9个批次基底信号值的RSD为7.5%。将该基底用于糖精钠的检测,线性范围为0.1~200 mg/L,检出限为0.06 mg/L。用于实际样品测定,检测出饮料中糖精钠为141 mg/L,水果中为18 mg/L,10 min内能完成分析测试。该方法灵敏度高,特异性强,前处理方式简单,实现了饮料及水果中糖精钠的快速检测。

Nd：YAG1064nm激发的核黄素在银胶体系中的表面增强拉曼散射谱

Ｎｄ：ＹＡＧ１０６４ｎｍ激发的核黄素在银胶体系中的表面增强拉曼散射谱张崇起，胡风霞，方炎（首都师范大学物理系，首都师范大学综合所，首都师范大学实验中心北京１０００３７）ＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍＳｕｒｆａｃｅ－ＥｎｈａｎｃｅｄＲａｍａｎＳｐｅｃ...

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。