表面增强拉曼散射(SERS)衬底的研究及应用

表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering,SERS)是通过吸附在粗糙金属表面或金属纳米结构上的分子与金属表面发生的等离子共振(SPR)相互作用而引起的拉曼散射增强现象,是一种高灵敏的探测界面特性和分子间相互作用的光谱手段。文章归纳总结了近年来常用的SERS衬底的制备方法(溶液中的金属溶胶(MNPs in suspension)、金属纳米粒子的自组装(self-assembly)、模板法(Template method)和纳米光刻法(Nanolithographic)等;综述了这些衬底的表面增强拉曼特性;着重介绍了SERS增强在环境监测和生物医学应用上的最新国内外研究动态。目前已经能够实现增强因子高、可靠性好、重现性强的SERS衬底的可控制备,表明SERS可以作为一种高性能的分析探测工具,充分实现其潜在应用价值。

运用表面增强拉曼散射(SERS)和密度泛函数理论(DFT)模拟计算研究对硝基苯胺在金纳米颗粒表面吸附行为

在沉积金纳米颗粒的干燥滤纸上进行对硝基苯胺的表面增强拉曼散射(SERS)光谱研究,并与对硝基苯胺在金胶水溶液中的表面增强拉曼散射(SERS)光谱相比,分子拉曼光谱发生了很大变化。同时利用DFT理论计算对硝基苯胺在金胶颗粒上的吸附行为的拉曼光谱。DFT理论模拟计算和FI-Raman实验分析都表明这种变化源于对硝基苯胺的不同吸附方式。SERS和DFT结合研究分子的吸附是一种有效的技术。

利用表面增强拉曼光谱(SERS)技术快速检测水与尿液中舒芬太尼的研究

该文建立了基于表面增强拉曼光谱(SERS)技术检测水和尿液中舒芬太尼的方法。首先制备了银溶胶SERS基底并进行表征。随后通过理论计算和实验对比,对舒芬太尼的拉曼特征峰进行了归属。通过探索最佳实验条件,确定了促凝剂及其浓度。对水和人工尿液中的舒芬太尼进行了SERS检测,检出限分别为0.09μg/mL和1.55μg/mL。水和尿液中舒芬太尼的特征峰(1004 cm^-1)强度与舒芬太尼质量浓度在一定范围内呈线性关系,相关系数(r^2)分别为0.979和0.968。水和尿液中舒芬太尼的回收率分别为96.3%~107%和95.8%~106%,相对标准偏差分别为4.2%~4.7%和3.3%~5.2%。该方法具有快速、准确、无损、操作简便等优点,为水和尿液中舒芬太尼的快速检测打下了良好的基础。

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（...

吡啶－碘电子转移复合物的表面增强拉曼光谱（SERS）研究

吡啶－碘电子转移复合物的表面增强拉曼光谱（ＳＥＲＳ）研究马树国，吴国祯（清华大学物理系北京１０００８４）ＴｈｅＳｕｒｆａｃｅＥｎｈａｎｃｅｄＲａｍａｎＳｔｕｄｙｏｆＴｈｅｃｈａｒｇｅＴｒａｎｓｆｅｒＣｏｍｐｌｅｘｏｆＰｙｒｉｄｉｎｅ－Ｉｏｄｉｎｅｏｎ...

关于氯离子对银胶体系SERS效应的进一步增强机理

在一些情况下添加氯离子能引起表面增强拉曼散射的进一步增强 ,本文提出了SERS效应中氯离子在银胶粒子和分子之间搭桥 ,从而促成吸附并引起进一步增强的观点。设计了实验 。

由介电函数探讨SERS效应的电磁增强机理

从能够产生表面增强拉曼散射 (SERS)效应的典型金属银出发 ,讨论其在光频段的介电函数及与此介电函数相关的表面等离子体共振现象 ,进而用表面等离子体共振理论讨论SERS效应的电磁增强机理 .

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。

表面增强拉曼光谱结合乘子效应模型对血浆和药片中甲巯咪唑的定量检测

将表面增强拉曼散射（Surface-enhanced raman scattering,SERS）技术与乘子效应模型结合,采用2-巯基异烟酸作为内标,以银纳米颗粒为SERS增强基底,对血浆和药片样本中甲巯咪唑的进行准确的定量分析。实验结果表明,本方法对血浆样本中甲巯咪唑的平均相对预测误差为5.1%,检出限为32 nmol/L;对药片中甲巯咪唑的定量结果与LC-MS/MS方法基本一致,其加标回收率在93.3%~110.9%之间。

几种粗糙铂电极上表面拉曼增强效应初探

Good-quality surface enhanced Raman spectra have been obtained from various roughened Pt electrodes using a confocal Raman measuring system. A new equation ispresented to estimate the enhancement factor G for the electrodispersed and platinized Ptelectrodes in a pyridine+NaClO4 solution. It is shown that the platinum electrodes undergoing the special roughening procedures exhibit a weak SERS effect with an enhancementfactor of 10 to 1.2×102, depending on the surface pretreament.

一种具有较强表面增强拉曼散射效应的纳米银的特性

对一种具有较强表面增强拉曼散射效应的纳米银 ,进行了透射式电镜、吸收谱及稳定性测定 ,发现按同一方法在不同时间制备的胶态纳米银粒度分布均匀 ,粒径均为 5nm ,吸收谱除在 43 0nm处有一吸收峰外 ,在 2 1 0nm处还有一尖锐的吸收峰 ,室温下放置 7个月后仍具有较强的SERS活性。

非晶态ZnO纳米笼的显著表面增强拉曼散射效应

表面增强拉曼散射（surface enhanced Raman scattering，SERS）光谱技术作为一种具有超高灵敏度的分子“指纹谱”识别技术，己被广泛应用于表面、界面研究、吸附物界面的物化性质研究、生物大分子的界面取向及构型、构象研究和结构分析。

银纳米结构的电化学制备及表面增强拉曼效应

利用电化学沉积的方法在氧化铟锡(ITO,Indium Tin Oxide)导电玻璃表面成功地制备出了形貌均一的银纳米结构.所制备银纳米结构的形貌和密度与前驱体AgNO3的浓度、沉晶种电位、生长电位以及柠檬酸钠的加入均有着重要的关系,只有合理地设置这些参数才能制得形貌和密度均较为理想的银纳米粒子.此外以对巯基苯胺(p-ATP,p-aminothiophe-nol)为探针分子,在633 nm的激光激发下对银纳米结构进行了表面增强拉曼效应(SERS,Sur-face Enhanced Raman Scattering)的研究,结果表明其在SERS领域有着潜在的应用价值.

表面增强拉曼光谱技术在细菌生理活性因子和代谢产物分析领域的研究进展

表面增强拉曼散射(SERS)技术作为一种高灵敏度和高分辨率的分析方法,在细菌研究领域展示出广阔的应用前景。SERS技术不仅可在极低浓度水平上进行细菌含量检测,且其微观分辨率可以深入细菌内部,为深刻理解细菌组成和代谢行为提供了机会;无需进行复杂的前处理步骤,即可同时监测多种细菌代谢产物,提高了分析的效率和准确性。这些特性使得SERS技术成为一种强大的工具,用于全面理解细菌的生理活性和代谢产物。该文首先介绍了SERS技术的概念、增强机制以及增强基底材料,然后重点综述了SERS技术在细菌生理活性因子和代谢产物分析领域的研究进展,最后在提出其局限性的同时也对未来发展趋势进行展望。

不同介质中Au纳米粒子二聚体SERS增强效应的理论模拟研究

对贵金属纳米粒子结构表面等离激元的精准调控一直是表面增强拉曼光谱领域的热点,在众多影响SPR的因素中,介质环境一直被众多研究者忽视。本文利用理论模拟系统地研究了介质环境对于贵金属纳米结构SPR的影响,研究发现介质的介电常数增大,SPR的峰位置红移,在合适的激发线下,其所对应的SERS增强效应增大。改变介质的种类可实现SERS"热点"从纳米粒子-纳米粒子模式向纳米粒子-金属基底模式的有效转移。

面向肿瘤微环境的响应型表面增强拉曼光谱探针的研究进展

肿瘤微环境(TME)具有pH降低、氧化应激增强、乏氧、谷胱甘肽浓度升高、某些酶发生过表达等异常特征。这些异常特征在肿瘤的发生发展进程中起着重要作用,如促进血管新生,调控免疫逃逸、癌症转移,介导局部耐药等,但同时也为肿瘤的诊断和治疗提供了独特的靶点。近年来,研究者们根据肿瘤微环境的多种特征结合表面增强拉曼光谱(SERS)的指纹图谱特性,开发了一系列响应型的SERS探针应用于肿瘤微环境的跟踪检测。肿瘤微环境响应型SERS探针具有灵敏度高、特异性好、可原位和多重检测等优点。该文系统地综述了近年来肿瘤微环境响应型SERS探针的研究进展,并对其未来发展进行了展望,以期为SERS探针的进一步研发和临床应用提供借鉴和参考。

利用高信噪比纳米探针实现原位精确的表面增强拉曼光谱生物成像

生物行为的可视化对于基础和临床医学研究至关重要。表面增强拉曼光谱(Surface-enhancedRaman spectroscopy,SERS)作为一种新兴的光学技术,因其无创、高灵敏、快速和多重检测的特性引起了人们的广泛关注。尽管目前的SERS技术在体外分子传感领域发展迅速,但由于现有的SERS成像速度和精度不足以满足活体成像的需求,仍无法实现实时可视化体内小分子的时空动力学。该文重点阐述了通过间隙增强核壳纳米颗粒、半导体复合纳米颗粒、拉曼沉默区SERS探针等这些更灵敏、可控、精确的纳米探针,在SERS体内成像方面的最新技术突破。SERS成像在细菌、肿瘤监测和光热治疗方面的研究越来越多,在制备SERS探针时,需要考虑背景信号的清除率、活体检测的穿透深度、靶标的靶向性、正常组织的无损性以及探针的活体清除率。此外,阐述了SERS在细胞成像、体内组织成像、术中成像和细菌成像中的最新研究应用。最后,对于SERS生物成像的未来发展进行了展望,并指出SERS成像在临床疾病预防、诊断和治疗方面具有巨大的潜力。

表面增强拉曼光谱技术在口腔疾病中的研究进展

表面增强拉曼光谱(SERS)技术能提供分子的指纹信息,具有灵敏度高、不受水峰干扰、无损分析、无需复杂前处理步骤等优势,适用于分析生物样本。SERS技术可以快速分析疾病标志物的含量或结构,有利于口腔疾病的早期诊断。本文简要介绍了SERS的发展、增强机理和改善SERS性能的方法,综述了SERS技术在龋病、牙周病、口腔癌等口腔疾病方面的应用,并展望了其发展趋势。

基于SERS技术的基底增强效应对比及食源性芽孢快速检测

为了实现食源性芽孢的快速识别,该研究利用表面增强拉曼光谱技术,以产气荚膜梭菌芽孢(C.perfringens spores)、艰难梭菌芽孢(C.difficile spores)和生孢梭菌芽孢(C.sporogenes spores)为研究对象,将3种不同纳米溶胶材料AuNPs、AgNPs和Au@AgNPs作为表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)基底对食源性芽孢的增强效应进行对比,确定较佳增强效果的纳米材料,进一步开展基于较优纳米溶胶材料为基底的SERS技术对不同种属食源性芽孢的光谱解析及快速识别研究。结果表明,Au@AgNPs对食源性芽孢的SERS增强效果最较好,其增强因子达3.49×10^(4),且光谱特异性和重现性良好。经拉曼光谱解析,Ca^(2+)-DPA的拉曼峰是三种食源性芽孢的共有标志特征峰,拉曼振动峰在1017、1440和1570 cm^(-1)波段显示且峰强度不同。C.perfringens芽孢在740、787、821、1203、1308和1627 cm^(-1)有独特的拉曼峰,C.sporogenes芽孢在852 cm^(-1)有独特的拉曼峰,在1017 cm^(-1)(Ca^(2+)-DPA)、1081 cm^(-1)(DNA、O-P-O)处峰位强度C.perfringens芽孢>C.sporogenes芽孢>C.difficile芽孢,在1332 cm^(-1)(核酸中腺嘌呤核酸)、1440 cm^(-1)(Ca^(2+)-DPA)处峰位强度C.perfringens芽孢>C.difficile芽孢>C.sporogenes芽孢,3种食源性芽孢的SERS图谱出峰位置和峰强度差异明显。结合主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和线性判别分析(Linear Discriminant Analysis,LDA)构建定性识别模型,经PCA分析,其前三个主成分的累计贡献率达92.90%,然后利用LDA进行分析,其识别率可达到100%。结果表明,以Au@AgNPs为基底的SERS技术检测方法可以实现对食源性芽孢的快速识别,为食源性芽孢检测和食品安全检测提供了有效手段。

由ε探讨SERS效应的电磁增强机理

从能够产生表面增强拉曼散射(SERS)效应的典型金属——银出发,讨论其在光频段的介电函数及与此介电函数相关的表面等离子体共振现象,进而用表面等离子体共振理论讨论SERS效应的电磁增强机理.