银/多孔金字塔硅基底的制备及其SERS性能研究

文章通过简单的湿化学方法制备了银/多孔金字塔硅(Ag/PPSi)基底。该基底结合了银纳米粒子优异的局域表面等离子体共振(localized surface plasmon resonance, LSPR)特性和多孔金字塔硅超大的多孔表面和规则金字塔阵列结构,具有优异的表面增强拉曼散射(surface enhanced Raman scattering,SERS)检测灵敏度和均匀性。实验结果表明,Ag/PPSi基底对罗丹明分子的检测限可低至10~(-10) mol/L,增强因子(enhancement factor,EF)可高达1.1×10~6,其SERS性能比普通的银/平面硅基底高一个数量级,因而有望成为一种新型的低成本、高灵敏的SERS基底。     

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.     

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.     

不同表面活性剂对Sn基底表面银纳米粒子薄膜的原位生长及其光学性能的影响

以Sn基底为活性基底,通过不同表面活性剂的作用,采用原位置换法在其表面制备出形貌各异的银纳米粒子薄膜材料.采用扫描电镜、Ｘ射线衍射仪、紫外可见分光光度计、荧光分光光度计等测试手段对样品进行分析和表征, 并考察银纳米粒子的形貌对其薄膜基底表面增强拉曼散射(SERS)活性的影响.结果表明：随着反应液中表面活性剂种类的改变,银纳米粒子的形貌发生改变.当表面活性剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)时,制备出的由银纳米粒子具有极强的紫外可见吸收光谱红移;并且以此条件得到的SERS活性基底具有极强的SERS信号.     

不同金属纳米溶胶对小鼠血清表面增强拉曼光谱的增强效应

以金纳米溶胶、银纳米溶胶和金-银合金纳米溶胶为基底测定了小鼠血清表面增强拉曼光谱(SERS).观察了血清蛋白质结构的主链、侧链和二级结构的振动峰(958、1 003、1 015、1 146、1 352 cm~(-1)),以及血清中少量碳水化合物D-甘露醇和脂类的特征峰(527、1 469 cm~(-1)),并比较了3种金属溶胶基底的SERS增强效应.结果表明,以金-银合金纳米溶胶为基底的SERS谱峰都得到增强,特别是527、958、1 003、1 146、1 352、1 469 cm~(-1)处信号加强明显.以银纳米溶胶为基底的SERS中蛋白质结构的振动峰也有一定的增强,但是在527 cm~(-1)处只有一小峰,未见1 469 cm~(-1)峰.以金纳米溶胶为基底的SERS中蛋白质结构的振动峰也有所加强,但527、1 469、1 547 cm~(-1)峰消失.实验结果表明,金-银合金纳米溶胶的SERS活性最强,银纳米溶胶其次,金纳米溶胶最差.     

硅纳米线表面喷墨打印纳米银油墨的SERS性能研究

在金属辅助化学刻蚀法制备的硅纳米线表面,通过喷墨打印纳米银油墨制备了银纳米粒子/硅纳米线复合结构基底.通过调节刻蚀时间和刻蚀温度,探究硅纳米线的微观形貌变化,及其对基底表面增强拉曼散射(SERS)活性的影响.实验结果表明,硅纳米线的长度随着刻蚀时间的延长而增加.当刻蚀温度为40℃、刻蚀时间为8 min时,能够激发更强的SERS信号.银纳米粒子/硅纳米线对探针分子罗丹明6G的最低检测限为10^-7mol·L^-1.     

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。     

基于银薄膜/荷叶SERS效应直接检测婴儿配方奶粉中三聚氰胺

以天然荷叶为衬底,结合真空磁控溅射法沉积银薄膜,制备出了一种高效的表面增强拉曼散射(SERS)活性基底.研究发现银/荷叶基底对婴儿配方奶粉中掺杂的三聚氰胺(MA)表现出良好的识别能力,而不需作额外的样品预处理.对掺杂不同浓度三聚氰胺的奶粉溶液进行定量分析,在5~50 mg/L质量浓度范围内获得了较好的线性关系(线性相关系数R20.99).根据3σ准则,检测极限估计为1 mg/L.此外,银/荷叶基底具有良好的均匀性和重复性(相对标准偏差为7.64%和10.54%).该方法对婴儿配方奶粉中三聚氰胺的检测具有简单快速、成本低且无损等优点.     

罗丹明6G在多孔硅-银粒子复合基底上的表面增强拉曼散射

多孔硅与货币金属(Au、Ag、Cu)的复合材料在表面增强拉曼光谱领域有很大的应用前景。本文采用恒电流电解法分别制备了具有均匀纳米孔洞的低阻多孔硅和具有多层次微纳米结构的高阻多孔硅，并开发了一种将铈掺杂进入银胶体中形成铈掺杂的银纳米粒子的方法。作为固态SERS基底的一种制备方式，将银颗粒在多孔硅表面固定化，获得了具有很强选择性的复合基底。以罗丹明6G(Rhodamine 6G, R6G)作为探针分子的拉曼测试表明：多孔硅-银粒子复合基底对较大拉曼位移的拉曼峰(1 590 cm^-1)更加敏感，铈掺杂则进一步增强1 360 cm^-1处的拉曼峰；且复合基底能够检测到10^-9 mol/L浓度的R6G。     

一种新型碳基复合薄膜的制备及其用于火炸药SERS检测的性能

采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法制备了一种新型金刚石-多层石墨烯纳米杂化(DMGN)的碳基复合薄膜,该薄膜具有三维多孔形貌.DMGN基底对探针分子结晶紫(CV)的表面增强拉曼散射(SERS)检测结果显示出低的检测限(LOD达10-8 mol/L)和大的增强因子(EF为4.34×102),且均匀性好;经过过...     

四氢吡咯吸附在银膜表面上的激光喇曼散射效应实验研究

本文研究了0.05mol/L四氢吡咯/0.10mol/LKCl体系吸附在化学沉积银膜上的表面增强喇曼散射(SERS)光谱。通过与正常喇曼谱比较,发现四氢吡咯吸附在化学沉积银膜上存在较强的SERS增强效应,并且一些谱带的位置发生了漂移。实验结果表明,四氢吡咯和银膜之间存在着强烈的相互作用。     

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.     

表面增强Raman散射光谱测定汽油中的正丙硫醇和异丙硫醇

以银溶胶为基底,用表面增强Raman散射(SERS)光谱快速测定液体汽油样品中的正丙硫醇和异丙硫醇,并对聚沉剂NaCl浓度、体系反应时间及体系的pH值等实验条件进行优化,获得最佳SERS信号.结果表明:在最优实验条件下,异丙硫醇和正丙硫醇的质量浓度与SERS信号强度均呈良好的线性关系,r0.998 1,检出限分别为0.12,0.86mg/L;汽油样品中两种硫醇化合物的回收率为62.88%~111.51%,RSD≤8.94%,即该方法对正丙硫醇和异丙硫醇的测定可信度较高.     

THE STUDY OF ADSORPTION MODEL FOR 4,4''''-BIPYRIDINE ADSORBED AT THE CHEMICALLY DEPOSITED SILVER FILM BY SERS

This paper presents the SERS spectru spectrum of 4,4'-bipyridine adsorbed at the chemically deposited silver film. Comparing with the normal Raman spectra of 4,4'-bipyridine in the solid state and in 0.5 mol/L methanol solution, we have studied the SERS spectrum and further discussed the adsorption model for 4,4'-bipyridine adsorbed at the chemically deposited silver film, and also explained the experimental results with image field mode. Experimental results show that 4,4'-bipyridine adsorbed at the chemically deposited silver film via N-atom of pyridinering (Upright).     

基于反应体系的表面增强拉曼光谱快速检测乙基麦芽酚

以铁离子(Fe~(3+))为媒介,鞣酸还原氯金酸制备的金纳米粒子(Au NPs)作为表面增强拉曼散射(SERS)基底,实现比色-散射光谱双响应,快速鉴别食品中的乙基麦芽酚.其中比色法中,对乙基麦芽酚的检测限为0.50 mg·mL~(-1).SERS检测中,利用Fe~(3+)和乙基麦芽酚的络合作用,乙基麦芽酚的最低检测限降低到0.01 mg·mL~(-1),线性范围为0.05～1.00 mg·mL~(-1).该方法使用的仪器简单,操作方便,可对样品中的乙基麦芽酚进行现场直接测定.     

Near-field coupling and SERS effects of palladium nanoparticle dimers

The linear optical properties and the surface-enhanced Raman scattering (SERS) effect of spherical palladium nanoparticle dimers are analyzed theoretically using generalized Mie theory. The calculation results demonstrate that the near-field coupling effect greatly influences the absorption, scattering and extinction spectra of nanoparticle dimers. The surface plasmon resonance wavelength red-shifts dramatically as the separation between nanoparticles decreases. Because of the near-field coupling between nanoparticles and the size effect, the maximum SERS enhancement factor at the ‘hot spot’ between palladium nanoparticle dimers is as high as 10⁷–10⁸, while the averaged SERS enhancement factor over the entire nanoparticle surface is in the range of 10⁵–10⁶. The deviation between the position of the peak in the extinction spectrum and the wavelength for maximum surface-averaged enhancement for the Pd nanoparticle dimers indicates that localized surface plasmon resonance has different influences on the far and near fields. These theoretical results may help to reveal the relationship between the far and near fields, as well as understand the mechanism of electromagnetic enhancement in the surface-enhanced scattering of transition metals.     

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.     

纳米粒子体系中染料分子的表面增强拉曼光谱

用化学还原的方法制得银胶体,并加入酒精或腺嘌呤(A)使其聚集,以聚集的银胶体作为表面增强拉曼散射的衬底。分别用原子力显微镜和紫外分光光度计来检测银胶体聚集前后的表面形貌和吸收光谱。以罗丹明B(RhB),罗丹明6G(R6G)作为探针分子测定衬底的表面增强拉曼散射效应。结果表明,在同一衬底上,RhB的拉曼灵敏度大约是R6G的2倍。RhB在腺嘌呤引起银胶体聚集形成的衬底表面的拉曼灵敏度比在酒精引起银胶体聚集形成的衬底表面的拉曼灵敏度高。由此可知腺嘌呤引起银胶体聚集的SERS衬底上的"活性点"比酒精引起银胶体聚集的衬底上的"活性点"活跃。