基于Pt-Au-MoS2-ITO传感器对于H2O2的还原检测

实验探究了二硫化钼（MoS₂）作为一种新型材料与贵金属纳米粒子金（Au）、铂（Pt）的复合基底对于过氧化氢（H₂O₂）的还原性检测,采用氧化铟锡导电玻璃（ITO）作为电极,制备出了基于Pt-Au-MoS₂-ITO的生物传感器,为H₂O₂还原性检测的便携性操作打下了基础.实验采用电化学沉积的方法制备材料,同时使用循环伏安（CV）法、计时电流法等传统电化学手段表征了传感器电化学性能,采用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）来表征传感器表面形貌.建立了用于H₂O₂还原检测的、具有高检测限、高灵敏度和宽检测范围的传感器.     

基于透明微针拉曼原位检测H2O2

在聚甲基丙烯酸甲酯-微针（PMMA-MNs）阵列上修饰聚多巴胺（PDA）层,通过离心技术将金纳米粒子（Au NPs）组装在MNs表面,构建纳米金@聚多巴胺@聚甲基丙烯酸甲酯微针阵列（Au@PDA@MNs）.Au@PDA@MNs有强表面增强拉曼散射（SERS）效应,以罗丹明6G（R6G）作为拉曼探针,在10^-4~10^-8 mol·L^-1的范围内有良好的线性响应,检测限（LOD）可达3.1×10^-10 mol·L^-1.为了检测过氧化氢（H₂O₂）,4-巯基苯硼酸（4-MPBA）被修饰在Au@PDA@MNs上以构建功能化的MNs.利用4-MPBA分子氧化生成4-羟基硫代苯酚（4-HTP）和MNs的透光性,基于1 000 cm^-1和1 068 cm^-1处拉曼强度比（I_{1 000}/I_{1 068}）的变化,完成了H₂O₂的拉曼定量检测,I_{1 000}/I_{1 068}的变化与H₂O₂浓度成定量关系.线性响应范围为10~2 000 μmol·L^-1,LOD为0.93 μmol·L^-1.MNs和SERS技术的结合为确定具有短半衰期和弱拉曼信号的疾病相关生物标志物开辟了一条新途径.     

基于SnO2/TiO2/Au NPs纳米复合材料发展光电化学方法特异性检测唾液酸

制备了氧化铟锡（ITO）/二氧化锡（SnO₂）/二氧化钛（TiO₂）/金纳米粒子（Au NPs）纳米复合电极（ITO/SnO₂/TiO₂/Au NPs）,并利用它发展了可以选择性检测唾液酸（SA）的光电化学（PEC）法.采用旋涂法制备了ITO/SnO₂电极,并通过静电纺丝和磁控溅射技术在ITO/SnO₂表面原位合成了TiO₂纳米纤维和Au NPs.与单纯SnO₂比,ITO/SnO₂/TiO₂/Au NPs纳米复合电极的光电性能显著提高.这可能与Au NPs的局域表面等离子体共振效应（LSPR）和TiO₂/SnO₂异质结之间的协同作用密切相关.之后,通过金硫键（Au-S）将四巯基苯硼酸（4-MPBA）修饰在ITO/SnO₂/TiO₂/Au NPs电极表面,利用4-MPBA和SA之间的非特异性酯化反应,发展了可以特异性检测SA的PEC传感平台.     

有序金纳米阵列的可控制备及其表面增强拉曼光谱

介绍了一种大面积规则有序、结构可控、灵敏度高、稳定性良好、制备方法简单且易操作的表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS) 活性基底. 以阳极氧化铝(anodic aluminum oxide, AAO) 模板一次氧化后形成的有序凹坑阵列为模板, 采用真空镀膜技术, 制备了有序的金纳米帽阵列SERS 活性基底, 并以罗丹明6G (Rhodamine 6G , R6G) 为探针分子, 测试和分析了该SERS 活性基底的表面增强拉曼光谱的特性. 结果表明, 这种SERS 活性基底对罗丹明6G 的拉曼散射信号可达到10⁷, 具有较好的增强作用. 该纳米帽阵列结构在1 363 cm⁻¹处的增强效果是相同厚度的普通金膜的7 倍, 且稳定性良好, 并且在放置6 个月之后, 其增强效果基本不变, 可用于化学物质和生物分子的痕量分析.     

鲜枣中糖精的快速、无标签检测

糖精是食品工业中最古老的人造甜味剂之一,因为没有卡路里而被广泛使用,但其滥用是非法的,食品中最大允许添加量为8.189×10^-4mol·L^-1.介绍了以六磷酸肌醇（IP₆）为保护剂合成的银（Ag）纳米粒子（Ag NPs）,即Ag NPs@IP₆,并提出了一种基于表面增强拉曼散射（SERS）的快速方法.探讨了食品中糖精的测定,用最佳SERS法测定水中糖精的最低可检测浓度可达50 nmol·L^-1,符合食品添加剂耐受性水平的国家食品安全标准.提出了基于便携式拉曼的AgNPs@IP₆的SERS方法,可用于现场检测食品中的糖精,如新鲜枣果.     

贵金属/半导体复合SERS基底的研究进展

表面增强拉曼光谱(SERS)是一种高灵敏的分析检测手段,已经被广泛应用到电化学、生物传感、物理学和光催化等领域中.对SERS的研究最首要的任务是制备稳定的、高活性的SERS基底.SERS基底材料经历了由贵金属-过渡金属-半导体-贵金属/半导体复合材料的发展过程.本文对贵金属/半导体复合SERS基底的发展进行了介绍,并对其增强机理进行了简要介绍.复合基底兼具了半导体性能和贵金属基底的高增强能力,相对于单一材料体现出了更多的优越性,目前是SERS基底的研究热点.     

粗糙化金纳米棒SERS探针用于生物成像研究

金纳米棒(AuNR)是制备近红外表面增强拉曼散射(SERS)探针最为经典的纳米材料,但存在拉曼信号增强能力弱等缺点.本研究通过在巯基-聚乙二醇修饰的AuNR表面原位还原、生长金纳米颗粒的方法,制备了一种新型的表面粗糙化金纳米棒(R-AuNR),并以此构建SERS纳米探针用于生物成像研究.金纳米颗粒的生长使Au NR表面生成了大量的纳米间隙(即"热点"区域),提高了AuNR表面粗糙度,因此其SERS增强能力显著提高.基于R-AuNR的SERS探针的灵敏度较基于Au NR的探针提高2～8倍,细胞与活体小鼠的成像实验表明R-AuNR SERS探针具有很好的生物成像能力.     

喷墨打印纸质SERS基底应用于水果中福美双的检测

采用喷墨打印技术在疏水性相片纸表面沉积银纳米薄膜，制备了一种高效的纸质表面增强拉曼散射（SERS）基底（银纳米薄膜/相片纸），并利用接触角测量仪与扫描电子显微镜（SEM）表征相片纸书写前后的浸润性和表面形貌.通过模拟福美双在果皮表面及果汁中的残留状态，对银纳米薄膜/相片纸基底的应用潜力进行评价.研究发现，该基底可以直接识别出果汁溶液或果皮表面掺杂的福美双分子，不需作任何预处理.对掺杂福美双的果汁最低检测的质量浓度低至0.024 mg∙L^-1，且特征峰强度与浓度间具有较好的线性关系；对果皮表面残留福美双分子的检测限为0.25 ng∙cm^-2.此外，在吸附福美双/果汁的基底表面随机选取10个点，研究银纳米薄膜/相片纸的均匀性，经计算1 142和1 377 cm^-1处的特征峰的相对标准偏差分别为7.8%和5.7%.结果表明：银纳米薄膜/相片纸在农药残留检测方面具有潜在的应用前景.     

基于PMMA纳米纤维森林结构的高性能SERS基底

为了满足实际应用对低成本、易制备表面增强拉曼散射(SERS)基底的需求,采用等离子体技术处理聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)材料层,在其表面形成纳米纤维森林结构,结合金属溅射工艺,制备SERS基底。在理论分析PMMA纳米纤维的形成机理的基础上,以罗丹明6G(R6G)作为探针分子,进行基底的SERS性能测试。结果表明,该SERS基底的检测限达到10~(-10) mol/L,增强因子达到1.75×10~6,相对标准偏差为6.52%,且在30 d内可以保持较好的稳定性,在生化检测领域具有很大的实际应用潜力。     

二氧化硅—金核壳材料的制备与SERS研究

表面增强拉曼散射(SERS)活性基底的制备与优化对靶分子的研究非常关键.本文设计了一种二氧化硅—金核壳材料的SERS活性基底,通过调节二氧化硅—金种子和金生长溶液的比例调节二氧化硅球表面金纳米材料的厚度,得到一系列表面等离子体吸收带可调控的SERS活性基底.这类材料具有较宽的吸收带,适用于多激发线激发,并产生强烈的表面等离子体共振吸收峰.我们采用633 nm激发波长,选择苯硫酚作为探针分子研究基底的SERS活性,其SERS增强因子可以达到107.SERS的增强贡献主要来源于电磁场增强,而聚集在二氧化硅纳米粒子表面的金会提供巨大的电磁场,提高了基底的检测灵敏度和光谱重现性.这类基底在基于SERS应用方面具有潜在的应用价值.     

模板法制备银纳米点阵活性基底及其用于葡萄糖的高灵敏检测

介绍了基于超薄氧化铝模板(ultra-thin alumina mask, UTAM)制备的金属银纳米点阵表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)活性基底用于葡萄糖的高灵敏检测方法. 以UTAM为模板, 采用真空镀膜制备了大面积高度有序的银纳米点阵活性基底. 该基底的表面经过预处理, 吸附了一层癸硫醇/巯基己醇自组装分子层, 可用于检测葡萄糖. 研究结果表明, 该基底使葡萄糖分子的表面拉曼增强信号得到极大增强, 且增强信号均一稳定、检测灵敏, 特征峰的强度相对标准偏差小于10%. 该制备方法具有易操作、成本低的特点.     

银纳米粒子构筑树枝状微纳结构用于表面增强拉曼散射的研究

通过简便的电化学沉积法制备出一种新颖的由树干、树枝和树叶构筑的树枝状银微纳结构。采用SEM和XRD等技术对所制备的银微纳结构进行结构表征,并结合其结构特点对树枝状银微纳结构的形成机制进行了初步探讨,制备的树枝状纳银具有极强的对称性的结构。单分子检测实验表明,由于树枝银的高纵横比、众多的间隙结构和纳米尺寸的单晶树叶状银等结构特点,所制备的树枝状银微纳结构作为表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)的基底具有优异的SERS活性,可用于超低浓度的单分子检测。     

Surface-enhanced Raman scattering on dual-layer metallic grating structures

Dual-layer Metallic grating (DMG) structures as surface-enhanced Raman scattering (SERS) substrates are studied using ben-zenethiol as the probe analyte. The DMG structure consists of a SiO₂ grating and 100-nm-thick gold coating layers. An enhancement factor of 10⁵ is achieved by optimizing the SiO₂ grating height within the range from 165 to 550 nm. The enhancement factor dependence on the SiO₂ grating height is due to the surface plasmon excitation, which is dependent on the polarization of the incident light, and confirmed by finite difference time domain simulations. This study demonstrates the advantages of high uniformity, reproducibility and sensitivity in the DMG structures for SERS applications.     

应用梯形纳米结构增强纳米棒表面电场

棒状纳米结构作为衬底,已经被广泛地用于表面增强拉曼散射.为进一步增强纳米棒表面电场,从而提高被探测分子的拉曼信号强度,本文设计了梯形-棒状纳米结构.应用梯形纳米结构中电子的纵向振动所产生的电场激发纳米棒中电子的横向振动,实现纳米棒表面电场级联增强的效果.另外,本文还研究了梯形-棒状纳米结构的形貌参数对其表面等离子体共振的影响.     

高拉曼增强银纳米帽阵列活性基底的模板法制备及其性能

介绍了一种大面积高度有序、结构可控、信号增强显著、信号均一稳定、制备简单的拉曼增强活性基底的制备方法. 以超薄氧化铝(ultra-thin alumina mask, UTAM) 作为模板,通过热蒸发在UTAM 表面沉积一定厚度的银薄膜, 将银薄膜翻转制得大面积结构有序、参数可调的银纳米帽阵列. 采用罗丹明6G (Rhodamine 6G, R6G)为探针分子测试不同模板参数下制备的基底的拉曼活性. 结果表明: 该结构作为表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS) 衬底, 拉曼增强效果非常显著, 拉曼增强因子最高可达10⁹, 约是相同厚度的银薄膜SERS 强度的16.4 倍, 而且信号均一稳定, 基底参数对表面拉曼增强效果可调控. 该制备方法操作简单, 成本低, 易于批量生产, 不同批次间可重复性高, 可用于化学物质和生物分子的痕量分析.     

电化学沉积Rh制备紫外拉曼活性基底

Rh在紫外激发区间有着较强的表面增加拉曼散射(SERS).用循环伏安法研究了RhCl3溶液中Rh3 在Au电极上的电化学还原行为,用恒电位阶跃法在Au基底上制备了Rh沉积层,并用场发射扫描电子显微镜、能谱及电化学方法对得到的沉积层进行了表征.结果表明,在所选择的电位下用电沉积方法能够在金表面得到均匀的Rh沉积层,该沉积层保持了金属Rh原有的电化学特性.采用电化学方法通过先粗糙Au电极再沉积Rh的策略,可以制备粗糙的Rh表面作为紫外SERS基底.拉曼光谱实验表明,以吡啶为探针分子,该基底具有很好紫外SERS活性.     

Grafting of thermoresponsive polymer from the surfaceof functionalized multiwalled carbon nanotubes via atom transfer radical polymerization

Multiwalled carbon nanotubes were oxidized with concentrated HNO3 and H2SO4 to introduce carboxylic groups onto carbon nanotubes surfaces. The oxidized carbon nanotubes were reacted subsequently with thionyl chloride and 2-Hydroxylethyl-2＇-bromoisobutyrate, producing MWNT-based macroinitiators, MWNT-Br, for the atom transfer radical polymerization of （N-isopropylacrylamide）. FTIR, XPS, ^1H NMR, Raman and TGA were used to characterize the resulting products and to determine the content of the water-soluble poly （N-isopropylacrylamide） chains in the product. The MWNTs grafted with PNIPAM chains have good solubility in distilled water; THF and CHCl3. TEM images of the samples provide direct evidence for the formation of a nanostructure that MWNTs coated with polymer layer. The produced MWNT-g-PNIPAM has a PNIPAM shell, which is very sensitive to the change of temperature. This method would open a door for the fabrication of novel functional carbon nanotube-based nanomaterials or nanodevices with designable structure and tailor-made properties.     

聚多巴胺/银复合纳米粒子的制备及其在细胞荧光/表面增强拉曼双成像中的应用

提出了一种具有荧光/表面增强拉曼光散射(SERS)双成像能力的复合纳米粒子的简便制备方法.在银纳米粒子表面修饰上4-巯基吡啶,再在其表面包裹聚多巴胺膜并吸附罗丹明6G.选择合适的激发波长,获得了良好的细胞的荧光和SERS图像,研究了肿瘤细胞的荧光/SERS双成像与药物释放.这种具有荧光/SERS双成像能力的复合纳米粒子有望在生物体成像和药物控释等领域获得应用.