新型凹锥形表面增强拉曼散射光纤探针的制备

研制了一种新型凹锥形表面增强拉曼散射(SERS)光纤探针,研究了光纤探针凹锥形结构的制备方法,分析了凹锥光纤探针形貌与腐蚀时间的关系,通过化学自组装法将金纳米颗粒固化到凹锥内表面,制成凹锥SERS光纤探针,并测试了其远程SERS检测性能。结果表明,凹锥形光纤探针具有更低的光纤拉曼光谱背底,约为同种光纤制备的锥形探针的1/3;在633nm的激发波长下,固化金纳米颗粒的凹锥探针对于罗丹明6G(R6G)溶液的拉曼光谱远程检测浓度低至100nmol/L。这种凹锥形结构使基底不易脱落,探针不易损坏。基于上述优点,该种凹锥形光纤探针可能在SERS远程检测领域具有潜在的应用价值。     

利用激光诱导化学沉积法制备锥形光纤SERS探针

实验研究了激光诱导化学沉积法(LICDM)制备锥形光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针及其SERS检测性能。结果表明,因不同角度光纤探针锥面出射光场分布不同,导致了LICDM在制备小锥角光纤探针时沉积纳米颗粒的困难,但是通过延长反应时间,利用银纳米颗粒的光散射效应可改善小角度光纤探针表面纳米颗粒的制备效果。实验利用100mW的诱导激光,在0.005mol/L反应液中,经60min沉积,制备出了不同锥角的光纤探针。对光纤探针的测试结果表明,锥角为8.2°的光纤探针所测得的SERS频移峰及其荧光背景的幅度最大,且该角度在不同SERS激发光功率下基本不变。     

Ag纳米粒子修饰多模光纤的拉曼增强特性实验

为了分析研究光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针 的拉曼增强特性,采用简单廉价的化学方法制备Ag纳米颗粒修饰 光纤SERS探针,采用罗丹明6G(R6G,Rhodamine 6G)作为探针分子进行了不同浓度R6G溶 液(10－7~10－9M)的拉曼测试实 验和浓度为10－6M的R6G溶液的Time-course SERS Mapping实验,研究了该光纤 SER S探针的拉曼增强特性,制备的光纤SERS 探针样品检测R6G的极限浓度低至10－9M;在Time-course SE RS Mapping实验中,分 析验证了探针分子溶液蒸发过程对光纤 SERS探针的拉曼增强特性的影响。研究表明,由于制备的光纤SERS探针对荧光噪声没有抑 制作用,导致所测得探针分子 的拉曼光谱受探针分子溶液状态、测试方式的极大影响。当溶液充足时(浸泡状态),所测 光谱信号荧光噪声与有效拉曼光 谱信号都比较大;在溶液干燥过程中,所测光谱信号荧光噪声与有效拉曼光谱信号都减少, 但荧光噪声减小幅度远大于拉曼光谱信号。     

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。     

激光诱导液面自组装法制备光纤SERS探针及其农药残留检测应用

利用激光诱导液面自组装法制备金纳米棒光纤表面增强拉曼散射(SERS)探针,探讨制备过程中激光诱导功率和诱导时间对探针灵敏度的影响。将优化条件下(70mW,7min)制备的光纤SERS探针与便携式拉曼光谱仪联用,实现福美双、甲基对硫磷两种农药残留的高灵敏度检测,检测灵敏度分别达到10-7 mol/L和5×10-7 mol/L。探针具有良好的SERS检测重复性,相对标准差小于6%。该激光诱导液面自组装法具有操作简单、成本低廉、探针制备时间短等优点,能够实现高灵敏度光纤SERS探针的重复、批量制备;优化制备的光纤SERS探针在多种农药残留检测应用中展现出良好的应用前景。     

组合锥型光纤SERS探针的理论设计与优化

对组合锥型光纤表面增强拉曼（SERS）探针的结构参数进行了设计与优化。通过建立描述消逝波激发组合锥光纤探针表面纳米颗粒的激发光衰减系数模型,结合激发光经渐变锥段的全反射传输、探针平直段与激发光纤间的模式匹配原理,给出了组合锥型光纤SERS探针的结构参数设计与优化方法。利用该设计与优化方法,在给定的光纤和纳米颗粒结构以及周围环境和激发光功率下,进行了光纤SERS探针结构参数的模拟设计。     

基于球状光纤的表面增强拉曼散射探针

通过烧制光纤小球制备球状光纤探针,并通过自组装法使银纳米颗粒较为均匀地分布在光纤探针表面,经测量计算得到球状光纤探针上银纳米颗粒的增强因子为7.2×104。利用浓度为10-5 mol·L-1的罗丹明6G（R6G）溶液检测得到光纤小球直径在200 μm左右时SERS增强效果最佳,且在相同实验条件下,制备的球状光纤探针与锥柱组合型光纤探针的SERS增强效果基本一致。球状光纤探针制作工艺简单安全、灵敏度高且结构稳定,在分子检测方面具有很大的应用前景。     

C层包覆Ag纳米颗粒基底的表面增强拉曼散射研究

Ag纳米结构是最常用的表面增强拉曼散射(SERS) 活性基底,缺点是Ag的化学稳定性和 生物相容性比较差。为此,利用化学方法合成了一种新型的SERS活性基底—纳米碳层包覆的 Ag(Ag@C)纳米颗粒。利用透射电子显微镜(TEM)和紫外- 可见吸收光谱对制备的核壳结构纳米颗粒进行了表征,并研究了颗粒的SERS活性。结果表明 ,罗丹明6G(R6G)、结晶紫(CV)和孔雀石绿(MG)分子在Ag@C悬浮液中的SERS光谱强度 与在Ag胶中的SERS光谱强度相比显著增强。根据光谱 的变化规律推断,额外的增强来自于化学增强。由于C层的存在,相比于Ag纳米颗粒, Ag@C颗粒的化学稳定性和生物相容性都有所改进。     

纳米薄膜基底对表面增强拉曼光谱检测环丙沙星的影响

基于金纳米颗粒薄膜基底和金纳米棒薄膜基底,使用表面增强拉曼光谱（SERS）技术对环丙沙星（CIP）的含量进行了分析检测,为食品中CIP残留检测提供了新方法。通过使用柠檬酸钠还原氯金酸制备金纳米颗粒胶体,以及通过晶种生长法制备金纳米棒胶体,以应用于SERS增强基底。通过不同激发光波长对CIP进行SERS检测,确定了最佳激光波长为780 nm。使用校正集CIP标准溶液,建立CIP浓度-SERS信号强度的工作曲线,使用检验集样本观察工作曲线的预测能力。结果表明：使用金纳米颗粒基底进行CIP的SERS检测,回收率在97.1%～105.0%;使用金纳米棒基底进行SERS检测,回收率在96.3%～121.8%。因此,SERS在检测CIP抗生素领域具有高灵敏度、快速检测等优势。     

一种基于光纤器件的表面增强拉曼散射光谱检测系统

报道了一种基于表面增强拉曼散射(SERS)效应的结构简单、成本低的近红外拉曼光谱探测系统。该系统采用近红外半导体激光器作为激发光源。通过提高激发光源的输出背景抑制比,抑制激发光光纤传输产生的光纤拉曼信号,采用光纤型波分复用器滤除剩余激发光,利用光子计数模式的铟镓砷雪崩光电二极管作为探测器代替昂贵的近红外光电倍增管或近红外电荷耦合器件,实现了对4-胺苯并噻吩表面增强拉曼光谱的检测。该近红外光纤型检测系统具有结构简单、小型化、成本低廉以及远程检测等优势。     

Fe~(3+)对植酸封端的金纳米颗粒SERS性能的影响

利用植酸(IP6)、柠檬酸三钠和硝酸银的氧化还原制备了银纳米粒子,基于银纳米粒子与氯金酸的置换反应制备了IP6封端的金纳米颗粒,研究了该纳米颗粒的粒径分布和组成,结果显示:该纳米颗粒的均匀性良好;通过合成表面增强拉曼散射(SERS)基底可以准确有效地检测拉曼探针,检测极限可以达到10~(-8) mol·L~(-1);当添加质量分数为0.28×10~(-6)～0.56×10~(-6)的Fe~(3+)时,IP6与Fe~(3+)形成的螯合物可以增加热点数,使SERS增强效果及检测灵敏度得到提升。     

纸质表面增强拉曼散射基底的制备及其应用进展

表面增强拉曼散射(SERS)光谱具有高灵敏度、高分辨率的优点,可表征分子的指纹振动光谱,实现对样品的无损测量,在光谱分析领域具有重要应用。SERS光谱的灵敏度、稳定性及可重复性与所用的SERS基底性能密切相关。目前常用的SERS硬质基底存在制备过程复杂、柔性差、不便携带且易碎的缺点。利用纸张作为支撑的SERS纸质基底能有效解决硬质基底存在的问题,满足未来分析检测领域快速、便携以及个性化的需求。介绍了当前制备纸质SERS基底的主要方法,包括直接浸泡/滴加法、喷墨打印法、化学反应法和物理喷镀法,并对纸质SERS基底在生物医学分析与传感、环境分析以及食品安全等领域的具体应用进展进行了阐述。     

石墨烯/双金属纳米颗粒基底的制备及实验研究

提出了一种用化学气相沉积法(CVD)直接在贵金属表面生长石墨烯,得到石墨烯覆盖金属纳米颗粒的表面增强拉曼基底的方法,并对得到的基底进行了形貌表征、拉曼光谱表征和探针分子表征,从而分析讨论了基底结构的稳定性和增强因子。实验结果表明:制备得到的基底均匀,稳定性好,并且增强因子能够达到107。主要是石墨烯在拉曼基底中起到了保护贵金属而不被氧化的作用,并且能够有效抑制荧光,其化学增强对增强因子也有贡献。     

食管癌患者血红蛋白表面增强拉曼散射光谱的统计分析

应用表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术,以Ag纳米粒子为基底,对24例食管癌患者及20例健康人的血红蛋白样本进行了检测,并采用主成分分析(PCA)与判别分析方法对检测到的光谱数据进行分析。实验得到食管癌患者与健康人血红蛋白SERS光谱存在的区别反映了两组血红蛋白内部物质的含量差异,结果显示,与健康人相比,食管癌患者的血红蛋白中有更多的亚铁离子处于低自旋态。统计分析方法所得的光谱峰值PC得分的三维散点图对食管癌患者与健康人区别也较明显。本文方法的总准确率为91%,诊断灵敏度为96%,诊断特异性为85%。结果表明,通过血红蛋白SERS光谱的检测和统计分析,可为早期食管癌的诊断提供依据。     

基于表面增强拉曼光谱的光纤生化传感器

基于生化分子检测技术高灵敏度、小型化的需求,通过简单的管式腐蚀法制成一种锥柱组合型光纤探针,并通过相反的静电引力将银纳米颗粒结合到硅烷化的二氧化硅光纤探针表面。用罗丹明6G（R6G）溶液的检测极限来表征该光纤探针的活性和灵敏度,通过优化银纳米颗粒的自组装时间为30mins、光纤探针直径为62μm,制备出高灵敏度的光纤表面增强拉曼散射探针,远端检测R6G的检测极限可达到10-14Mol/L,银纳米颗粒的增强因子为1.36×104。因此,该光纤表面增强拉曼散射探针在分子检测方面有巨大的应用前景。     

“金属-有机物-金属”三明治型表面增强拉曼散射探针的制备及在免疫检测中的应用

制备了二氧化硅包裹的具有“金属-有机物-金属”三明治结构的表面增强拉曼散射( SERS)光学免疫检测探针,研究了探针的形貌、结构、组分等多种因素对其SERS特性的影响,探索出具有较好SERS活性的制备参数。之后利用探针上集成的SERS信号,采用三明治免疫法,实现了激酶抑制因子( p21)和人体抑癌基因( p53)两种疾病因子的高特异性检测。     

不同尺寸金纳米颗粒的制备及其SERS性能

为了研究不同尺寸的金纳米颗粒作为表面增强喇曼散射(SERS)活性基底对表面增强喇曼光谱的影响,采用氯金酸作为金源,柠檬酸三钠作为还原剂及保护剂,通过控制柠檬酸三钠的加入量合成了不同尺寸的金纳米颗粒。通过扫描电子显微镜(SEM)和紫外可见分光光度计(UV-vis)等技术对金纳米颗粒进行了性质表征。利用喇曼光谱仪,以罗丹明B作为被检测探针,研究了三种不同尺寸的金纳米颗粒(20、50和100 nm)喇曼增强效果。通过喇曼光谱图发现20和50 nm的金纳米颗粒具有较好的SERS效果。随后以20 nm的金纳米颗粒为SERS活性基底,对表面增强喇曼光谱检测罗丹明B的检测限进行了研究,可以使罗丹明检测限灵敏度达到10-9 mol/L。     

获得金纳米颗粒表面C60 SERS的一种新方法

报道了覆金滤纸和滤膜上的C60表面增强拉曼散射(SERS),增强因子达到10^5以上。分别以吡啶和CS2为溶剂媒质,对C60吡啶金胶溶液、C60(吡啶)金胶滤纸以及C60(CS2)金胶滤膜3种体系进行了SERS研究和比较。由于其避开了溶剂和金胶中水的影响,这为金纳米颗粒表面C60 SERS研究提供了一套新的思路。通过群论计算分析,并与C60固体拉曼谱相比较,得到了大量的C60分子信息。     

基于R6G探针表面增强拉曼散射的pH传感

用金纳米粒子(Au NPs)作为基底,基于罗丹明6G(R6G)探针分子拉曼特征峰随pH的变化,构建了一种具有表面增强拉曼散射(SERS)信号输出的pH传感器。由于(闭)开环形式下存在的(去)质子化R6G分子吸附于增强基底表面的倾斜度取向不同,R6G在不同pH下表现出了不同的SERS活性。根据寻找到的R6G在1363 cm-1和1314 cm-1位置处的SERS光谱峰面积比与pH的线性关系,设计出pH传感器。实验结果表明:R6G的SERS信号在室温下可以稳定2 h以上;当样品溶液pH在7和3之间转换时,传感器表现出了较好的恢复性。在pH检测过程中引入其他金属阳离子后,该探针表现出了对H+较好的选择性。通过检测实际样品的pH发现,该探针的分析性能良好,适于在酸性介质中检测pH。     

Ag、Au纳米颗粒的激光表面修饰

通过用Nd：YAG激光（λ=1064nm）对氧化还原法制备的Ag、Au纳米颗粒的修饰,使Ag、Au纳米颗粒的尺寸均匀性得到更好的改善。用透射电子显微镜（TEM）和紫外-可见表面等离于体吸收（SPA）光谱对激光修饰后的Ag、Au纳米颗粒进行了测量和表征,结果表明,这些被修饰过的Ag、Au纳米颗粒由于自身体系发生了改变,可以作为更高效表面增强拉曼光谱（SERS）的增强基底。