基于纳米多孔银的磺胺类药物SERS光谱检测

抗生素和磺胺类药物在预防感染,治疗疾病方面起到巨大作用,从而被广泛使用。由于这些药物在生物体中无法完全代谢,随着食物链循环造成环境污染并对人类形成持续危害。近年来对于这些药物的监管逐渐被人们所重视。基于局域表面等离子体共振的表面增强拉曼光谱法(SERS)可以将吸附在粗化的金属表面分子的拉曼信号进行增强,检测极限可达单分子量级,因此,SERS相关技术被广泛用于痕量物质检测,检测极限主要决定于SERS基底的活性。本研究工作采用脱合金方法,制备出了均匀、孔径可调纳米多孔银基底,并用于磺胺嘧啶和磺胺醋酰检测,检测极限达到了0.25μg/kg和2μg/kg,远远低于我国农业部规定的磺胺类药物最大残余量100μg/kg。且拉曼特征峰峰强与药物的浓度表现出良好的线性关系,检测动态监测范围高达6个量级。研究所得纳米多孔银可推广用于其他物质检测,具有潜在的应用价值。     

树枝状银纳米结构的可控电化学合成及其SPR/SERS性质

采用电化学沉积的方法在导电玻璃衬底上合成出树枝状的银纳米结构. 通过调控电位、表面活性剂、硝酸银浓度等参数控制树枝状银纳米结构的尺寸、直径、结晶性和分枝密度. 三种典型的树枝状银纳米结构被用来做表面增强拉曼散射衬底,其中的一种可以清楚的探测浓度低于0.1 nmol/L的若丹明6G分子. 不同树枝状银纳米结构表面增强拉曼效果相差比较大,说明了分枝颗粒形状,特别是颗粒间距对表面增强拉曼散射有非常重要的影响.     

SERS光谱研究磷脂的结构

磷脂是生物膜的重要组成部分,研究磷脂与蛋白质的相互作用以及膜蛋白与其配体间的相互作用对于深入理解细胞内信号转导的机制具有重要意义。表面增强拉曼光谱(SERS)以其高灵敏和高选择特性在生命科学研究领域受到了越来越多的关注。本研究从磷脂相容性SERS活性材料出发,制备了Au@SiO₂核壳纳米材料,并组装了1,2-二油酰基-甘油-3-磷酸胆碱(DOPC),通过SERS光谱成功获取了DOPC的结构信息,为研究磷脂-蛋白质相互作用提供了有效手段。     

对炔基苯硫酚在银纳米粒子上的SERS光谱理论研究

对炔基苯硫酚分子吸附在银纳米粒子上表现出较强的表面增强拉曼光谱(SERS)信号。本文采用密度泛函理论(DFT)对炔基在银纳米粒子上不同吸附方式以及振动光谱进行了计算分析。研究结果表明,当炔基与金属之间有相互作用时,C≡C键伸缩振动的频率红移,拉曼强度显著增强。同时也从分子与金属作用角度初步探讨了实验所观测谱线宽度增宽的现象。此外,通过含时密度泛函理论(TD-DFT)进一步研究了吸附分子与金属之间的电荷转移性质,并分析了其预共振拉曼光谱。该工作初步建立了在银表面上炔键的吸附构型与SERS光谱之间的关系。     

银溶胶SERS光谱在分析方面的应用研究

本文利用乙醇作为内标对结晶紫进行了定量分析,对最佳溶胶粒度进行了选择,并使结晶紫的检测限降至5×10~(-12)mol/l,实验中还对 KCl、乙醇等对溶胶粒度的影响进行了研究,并讨论了溶剂极性对 SERS 谱带频率的影响。通过1620cm~(-1)苯环伸缩振动频率的位移现象对结晶紫的吸附取向进行了初步探讨。     

基于SERS光谱的银溶胶溶液中腺嘌呤的定量分析

碱基是构成核酸的物质基础。碱基的含量分析对于生物体的生理活动及新陈代谢过程研究具有重要意义。本文利用表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术研究了腺嘌呤在相对稳定的银溶胶溶液中的SERS光谱信号强度与浓度的定量关系。研究表明添加聚合物作为稳定剂的银溶胶具有良好的稳定性。进一步研究表明, 在1×10-4~ 1×10-3mol ·L-1的浓度范围内, 以吡啶作为内标, 分析物腺嘌呤与内标物特征谱峰强度之比与腺嘌呤的浓度之间呈现良好的线性关系。     

氧化铟纳米粒子作为基底的SERS光谱研究

In₂O₃是一种透明导电氧化物(TCO),因其宽禁带、电子亲和能低、自由载流子密度高等优良性质而备受关注^[1]。采用高温热解法,合成了粒径均匀且呈立方晶相的In₂O₃纳米粒子,并将其作为SERS基底进行探究。通过紫外可见漫反射光谱(UV-Vis-DRS)、 X射线粉末衍射(XRD)等表征手段可以得知,In₂O₃基底与探针分子之间存在着电荷转移作用,使SERS信号得到增强。     

SERS光谱研究银离子诱导葡萄糖氧化酶结构变化

重金属离子的毒性通常是指其与蛋白质(尤其是各种不同的具有生物催化活性的酶)或核酸的相互作用。本研究利用表面增强拉曼(SERS)光谱技术探讨银离子与葡萄糖氧化酶(GOX)的相互作用。黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)是GOX中对其SERS信号产生贡献的部分,通过对比Ag+-GOX和Ag+-FAD混合物的SERS光谱,证实了Ag+是与GOX中的辅酶因子FAD发生了相互作用。进而通过比较GOX与Ag+-GOX的SERS光谱图,推断出Ag+在FAD中N-5和C-4上的羰基氧之间形成了配位键,这项研究为分析重金属离子与蛋白质的相互作用提供了可靠的依据,具有非常重要的生命科学意义。     

基于倾斜Ag纳米棒表面等离子共振的SERS光谱研究

当贵金属纳米结构被外部电磁波激发时,由于自由电子沿着贵金属纳米结构表面的集体振荡将会出现光学共振,这些集体振动模式被称为等离子体[1-3]。在周期性阵列结构中LSPR的分布和强度是决定其表面增强拉曼(SERS)性能的最主要因素。通过倾角溅射的方法制备了倾斜角度可调的的六方密排银纳米棒阵列(见Scheme 1.),通过数值模拟和偏振拉曼结合的方法,解释了不同倾斜角度的所对应的4-MBA分子的a1震动模式处所对应的主峰出现了明显的红移现象的根本原因。本研究不仅促进了这种结构在SERS领域的深入应用,同时也增加了我们对复杂金属纳米结构中表面等离子体激发的深入理解。     

Au纳米粒子二聚体的合成及SERS光谱研究

热点的构建及研究是将表面增强拉曼光谱(SERS)拓展至定量研究的基础。该研究基于Glaser偶联反应及原位聚合原理,以4-乙炔基苯胺为连接分子,通过调节连接分子与纳米粒子的比例,构建了功能型Au纳米粒子二聚体结构,获得了该结构形成过程中的光谱信息。该法是较为理想制备二聚体的途径之一。     

SERS光谱及电化学法研究硫脲在银电极上的吸附层结构

实验发现硫脲能在电极表面形成一吸附层并阻碍氢在电极表面的析出还原反应，此吸附层在电位约－０．６Ｖ时发生结构转变，进一步实验显示硫脲吸附层的结构在－０．９Ｖ时为疏松的，在－０．３Ｖ～－０．５Ｖ时为致密的，而在－０．８Ｖ～－０．６Ｖ时为两种结构的中间过渡态。     

甲氰菊酯在纳米银膜上的SERS光谱检测

本文将聚乙烯醇(PVA)包覆的纳米银粒子组装在铝片表面形成的纳米银薄膜作为表面增强拉曼散射基底,使用扫描电镜对纳米银膜的表面形貌进行了表征。同时采用近红外激光(785nm)作为激发光对甲氰菊酯的丙酮溶液(10-4~10-7 mol/L)进行了近红外表面增强拉曼散射(NIR-SERS)光谱检测。结果表明该方法对甲氰菊酯的检测极限为10-6 mol/L。最后对甲氰菊酯的NIR-SERS光谱重现性进行了检测,即分别检测了浓度为10-4 mol/L和10-5 mol/L的甲氰菊酯丙酮溶液各6个样品,实验结果表明该纳米银膜在检测甲氰菊酯时体现出了较好的重复性。     

罗丹明6G在银纳米线阵列上的SERS光谱研究

制备出有序、均匀的活性衬底一直足表面增强拉曼散射(SERS)研究中的关键.阳极氧化法制备的多孔氧化铝膜的结构有序、均匀,为纳米金属SERS基底的制备提供了模板.以沉积了银的多孔氧化铝组装体为衬底,研究了罗丹明6G(Rh6G)分子的表面增强拉曼散射光谱.结果表明,沉积了银的多孔氧化铝模板是很好的SERS衬底,Rh6G分子在此衬底上的SERS谱强度与银纳米线在表面的显露高度有关,而其拉曼频移未受表面状态的影响,而PO43-离子的存在使SERS强度得到很大提高.     

内吞金纳米粒子的鼻咽癌细胞SERS光谱

采用内吞方法将金纳米粒子引入细胞内,测试分析单个活性CNE-1鼻咽癌细胞的常规拉曼光谱和SERS光谱,并对其进行初步谱峰归属。CNE-1细胞的常规拉曼光谱有6个主要的拉曼峰:718,1001,1123,1336,1446和1660cm-1;沉积于细胞内的金纳米粒子强烈地增强了细胞内生化物质拉曼信号,在内吞金纳米粒子的CNE-1细胞的拉曼光谱中出现了20多个SERS拉曼信号,主要拉曼峰的强度明显高于常规拉曼信号。DNA骨架振动(1026,1097,1336和1585cm-1)证明金纳米粒子通过内吞作用而进入细胞核内。结果表明,基于胶体金SERS技术可能为活性鼻咽癌细胞内生化物质的探测提供一种高灵敏的方法。     

单个及阵列状金纳米环结构的LSPR光谱特性研究

In this paper, we simulate Localized Surface Plasmon Resonance（LSPR） absorption of periodic Au nano-ring arrays and single Au nanopal,ticles using the Finite Difference Time Domain （FDTD） method. We choose input plane waves of different wavelengths and discuss the relation between the absorption peak of the Au array and the variable external dielectric constants. It is found that the sensitivity of these sensors based on LSPR is improved compared to the common sensors and the enhancement is caused by the periodical structure. We also investigate the spectrum characteristic of a single Au nanoparticle and discuss the relation between the absorption peak and the size of the nanoparticle.     

AAO模板法制备CdS纳米微粒的SERS光谱研究

在自制的孔径约15nm多孔氧化铝模板上沉积银纳米粒子,然后用电化学方法在此衬底上沉积CdS纳米微粒。研究了CdS纳米阵列在457.5nm波长激光激发下的表面增强拉曼散射(SERS)性质。实验结果显示CdS的SERS信号有三个振动模式,分别对应1LO、2LO和3LO纵光学声子模,它们的强度随着作为SERS衬底的银纳米粒子高度的增加而增强,当银纳米粒子的长/径比(长度与直径的比值)达到4时,这种增强趋近饱和。最后对CdS纳米微粒光学声子模的增强机理进行了分析和讨论。     

基于波导耦合天线阵列的SERS光谱研究

在亚波长尺度操纵光从而获得强局域电磁场是表面增强拉曼散射(SERS)研究中人们关注的重要问题。本研究分别探讨激发和发射过程对SERS增强的放大效应。以波导结构捕获入射光,在波导表面产生增强的消逝场作为激发过程,并以金属天线阵列的局域等离激元耦合发射过程。讨论了波导耦合尖锐锥状天线阵列结构的局域增强效果,该结构对4-巯基苯硼酸(4-MBA)的检测限可以达到1.0×10~(-10) mol·L~(-1)。这种波导耦合天线阵列的结构可用于检测几百纳米甚至微米尺寸的生物大分子。     

电化学处理后银电极的表面形貌及SERS光谱

为了了解银电极表面形貌以及表面反应产物对SERS光谱的影响,我们利用循环伏安图和扫描电子显微镜分别对0.1 MKCl溶液体系和0.1 MKCl+0.02M喹啉溶液体系中的银电极进行了研究,发现喹啉加入以后,在银电极表面产生强烈的化学吸附,并使得电极表面形貌发生了改变;不论氧化还是还原处理以后,喹啉吸附在银电极上均能产生SERS光谱,但两者产生的SERS光谱有着明显差异。     

诺氟沙星在纳米银线基底上的SERS光谱检测

本文以硝酸银为银源,通过多元醇法制备纳米银线,利用扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计对纳米银线进行表征,成功制备出直径、长度均一的纳米银线。使用激发波长为785nm的手持式拉曼光谱仪对诺氟沙星溶液进行检测。结果表明该基底具有很好的SERS效果,增强因子达到1.44×107。检测10-3~10-8 mol/L浓度的诺氟沙星溶液时,以浓度和特征峰强度作直线拟合,发现具有较好的线性相关,相关系数R2为0.94101;为进一步考察纳米银线在玻璃片上的分散性,在诺氟沙星(10-3 mol/L)样品的基底上随机取6个点,采集光谱信号。最后,重复检测6个诺氟沙星溶液(10-5 mol/L)样品的拉曼光谱,检验光谱的重现性。实验结果表明,纳米银线在玻璃片上分散性较好,在检测诺氟沙星时体现了较好的重现性。