表面增强拉曼散射

摘要： 本文采用脉冲激光沉积和真空退火的方法在铝箔上制备氧化铟锡(indium tin oxide, ITO)表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)活性基底,并研究了ITO基底的SERS特性。沉积了700、1 000、1 300、1 600、2 000五组脉冲数的基底,测量结果显示薄膜厚度与脉冲数接近线性关系,当ITO薄膜厚度为60.80 nm(脉冲数为1 300)时,拉曼信号的增强程度达到最大值,其拉曼强度是Au基底的2~3倍。研究表明,真空退火能够显著提升ITO基底的拉曼增强效果,不同厚度的ITO薄膜基底均具有明显的SERS增强效果,可以通过控制薄膜厚度对ITO基底进行SERS调控。这些研究结果可为后续ITO材料SERS研究及应用提供参考依据。

摘要： 目的建立一种联合表面增强拉曼散射(SERS)与卷积神经网络(CNN)的方法,用于耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和对甲氧西林敏感金黄色葡萄球菌(MSSA)的准确鉴定。方法合成带正电的纳米银颗粒(AgNPs^(+))作为SERS基底,测量MRSA和MSSA的SERS指纹谱并制作数据集,构建浅层一维CNN网络并在该数据上训练生成MRSA/MSSA二分类模型。结果合成的AgNPs^(+)能够通过静电引力紧密地吸附在细菌菌体表面并产生显著的SERS效应,在654、731 cm^(-1)等7个波段均有明显的拉曼峰被增强出。提出的SERS-CNN方法用于MRSA和MSSA检测的准确率超过94.5%,重现性小于5%,检测灵敏度达到10^(2) cells/mL。结论建立的联合SERS与CNN的方法可用于MRSA的准确检测。

摘要： 为实现环丙沙星的快速识别,制备了可以选择性吸附环丙沙星的具有表面增强拉曼活性的铜滤膜基分子印迹复合膜。以环丙沙星为模板分子,铜滤膜为基膜,甲基丙烯酸为功能单体,乙二醇二甲基丙酸酯为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,甲醇、二氯甲烷的混合溶剂为反应溶剂和致孔剂,通过自由基聚合制备了分子印迹复合膜。红外光谱表征膜的结构,显微镜表征膜的形貌。对膜的吸附性能和表面增强拉曼散射活性进行了系统研究。复合膜为一层白色、连续、均匀的薄膜,表面光滑无裂纹。120 min左右膜对环丙沙星的吸附达到平衡,最大吸附量为8.11μg/cm^(2),至少可以重复使用6次,印迹因子为4.0。膜具有表面增强拉曼散射活性,对环丙沙星检测的最低浓度为1.00×10^(-8)mol/L。

摘要： 为了获得具有高灵敏度的表面增强拉曼散射(SERS)基底,文中采用固态离子学法,选取RbAg_(4)I_(5)薄膜作为快离子导体薄膜,在9μA外加电流作用下制备了金纳米带。利用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对金纳米带的表面形貌和化学成分进行表征。选取罗丹明6G(R6G)水溶液作为探针分子并测试了金纳米带基底的拉曼增强性能。研究结果表明:固态离子学法制备的金纳米带宏观长度为3~7 mm,纳米带的带宽分布范围为0.5~4.5μm,纳米带表面均匀分布着直径∅为10~20 nm的纳米颗粒从而使得制备的纳米带具有很高的表面粗糙度,制备的金纳米带作为SERS基底探测罗丹明6G的极限浓度可以达到10-15 mol·L^(-1)。

摘要： 为了优化激光干涉诱导向后转移(Laser Interference Induced Backward Transfer,LIIBT)制备微结构的工艺参数,研究了激光脉冲数和能量密度对LIIBT的影响,分析了银微条纹的形成机制,并研究了银微条纹结构对环丙沙星的拉曼增强效应。以钠钙玻璃为接收衬底,银薄膜为靶材,在大气环境下基于双光束LIIBT制备了银微条纹结构。SEM测试结果表明,随着脉冲数量和激光能量密度的增加,银微条纹的边界变得更加清晰,EDS分析表明微条纹结构由银纳米粒子组成。拉曼测试中,当环丙沙星浓度降低到10^(-8)mol/L时,该结构仍表现出明显的表面增强拉曼散射效应。最后,分析了银纳米粒子转移过程及二次脉冲形成微条纹结构的机制。通过优化LIIBT制备银微条纹结构的工艺参数,揭示了LIIBT过程中银微条纹结构的形成机制,验证了该结构对低浓度环丙沙星具有明显的表面增强拉曼散射效应,为环境污染和食品工程等领域抗生素残留的高灵敏度检测提供了技术支持。

摘要： 利用种子介导的软模板生长方法制备了金纳米线(Au NWs)阵列,通过调节生长温度控制Au NWs阵列的形貌,最后在经硼氢化钠(NaBH;)清洗过的Au NWs阵列上化学沉积银纳米颗粒(Ag NPs),制得银/金纳米线(Ag/Au NWs)阵列作为表面增强拉曼散射(SERS)基底.选用罗丹明6G(R6G)作为拉曼探针分子测定了Ag/Au NWs阵列的SERS性能.结果表明,Ag/Au NWs阵列作为SERS基底具有高灵敏度、优异的信号均匀性和良好的稳定性.使用Ag/Au NWs阵列对孔雀石绿(MG)检测的检出限可低至1×10;mol/L,线性范围为1×10;~1×10;mol/L.NaBH;可以在不影响SERS性能的情况下去除Ag/Au NWs阵列上吸附的分子,使得SERS基底可以重复使用.使用Ag/Au NWs阵列对湖水中的MG进行检测,得到了可靠的回收率,证明Ag/Au NWs阵列在检测环境水体中的孔雀石绿上具有应用潜力.

摘要： 采用模板法与纳米压印技术,分别以多孔氧化铝模板的顶部和底部为印章,制备出高度有序的金纳米突起结构阵列和金纳米碗结构阵列。利用扫描电子显微镜对金纳米结构阵列进行表征分析,并研究Au的沉积厚度对金纳米结构阵列及SERS效应的影响。结果表明,通过该技术制备出的金纳米结构阵列活性基底高度有序、具有较强的SERS效应,且可通过控制Au的沉积厚度来调控纳米结构的尺寸,从而调控局域电磁场。同时,该制备工艺简单、成本低廉且能够实现厘米级的大面积制备,为SERS活性基底的低成本应用提供一条新途径。

摘要： 利用电沉积法制备了银基底,考察了焙烧温度对基底形貌和表面增强拉曼散射效应的影响。研究结果表明,制备的电沉积银基底呈主干及两侧分支组成的枝晶状,分支均具有高曲率的尖端,可以产生避雷针效应,增强基底的表面增强拉曼散射性能;对基底进行焙烧处理,在300°C时分支尖端开始消失并出现团聚现象,400°C时枝晶变得粗大,但有新的球状纳米颗粒生成,可以为表面增强拉曼散射提供新的“热点”。以罗丹明6G为探针分子,考察了制备的银基底在焙烧前后对其拉曼光谱信号的增强作用,发现增强效应随焙烧温度的增加而减小。基底未经焙烧处理时增强因子为1.62×10^(5),当焙烧温度为400°C时,其增强因子仍可达到2.16×10^(4),表明焙烧后的银基底仍具备较显著的表面增强拉曼散射效应。将制备的银基底用于1-乙基-3-甲基咪唑氯盐离子液体不同温度下的原位拉曼光谱检测,发现其拉曼光谱信号显著增强。

摘要： 表面增强拉曼散射(SERS)技术具有高效,灵敏,无损检测等特点,能实现对分析物分子的极低浓度检测,被广泛应用于痕量分析领域。在生产和生活中,有些毒性物质或非法添加剂被人体摄入或长期接触后,在体内不断累积,最终导致中毒或者组织器官发生病变;环境中过量的有害物质残留,由于其本身的毒性或者使菌株和害虫产生抗药性而造成的生态系统破坏,会严重影响人们的正常生活;有些生物分子伴随疾病产生,可作为疾病的标志物,能给予人体健康诊断信息;有些抗癌药物由于本身具有毒性,使用时需要严格控制用量。因此,利用SERS技术对各领域分析物分子的微量检测意义重大。对SERS技术的发展、SERS增强机理和检测分析物分子的意义做了简单介绍,以化学分析、环境监测、生物医学和食品安全等领域部分分析物分子为切入点,重点介绍了SERS基底的制备工艺和检测分析物分子的检出限,并对拉曼增强机理进行阐述。检测低浓度的分析物分子,主要依靠SERS基底与分析物分子之间的有效吸附,通过基底产生的局域电磁场或者基底与分析物分子形成新的化学状态,使分析物分子拉曼信号增强。同时指出在对分析物分子定性定量分析方面面临的诸多挑战:(1)SERS基底大多以金银为原材料,成本高且不稳定,对分析物分子检测能力随时间延长而降低;(2)分析物分子在基底表面分布不均,导致点对点之间差异大,分析物分子浓度无法通过拉曼特征峰强度来准确获得且拉曼信号易受荧光和背景噪声干扰;(3)微量毒性分析物分子无法被检测出来,通过食物链或生态系统持续在人体累积,最终对人体造成不可逆的损伤。总结了不同领域常见的分析物分子,为利用SERS技术检测各领域分析物分子提供了分析和比较的基础,并为不同SERS基底的拉曼增强效果提供参考,对于推动SERS技术检测不同领域分析物分子具有重要意义。

摘要： 通过化学法制备了纳米银溶胶基底和微腔型光纤表面增强拉曼散射(SERS)基底,其中光纤SERS基底的微腔结构是通过氢氟酸(HF)腐蚀得到的。实验采用湿法检测,首先将纳米银溶胶基底与罗丹明6G(R6G)混合,找到增强效果最强时的裸光纤微腔结构,在此结构的基础上采用溶胶自组装法制备银纳米颗粒包覆的光纤SERS基底,通过控制自组装时间制备不同光纤SERS基底(Ag/光纤-x,其中x为自组装时间,分别为10,20,30,40,50和60 min)。以10^(-3) mol·L^(-1)的R6G为探针分子,对Ag/光纤-x基底进行初筛,得到增强效果最强的Ag/光纤-30基底。通过检测不同浓度的R6G溶液,对纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底的SERS性能进行研究。实验结果表明,在相同的实验条件下,纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底对R6G的检测限(LOD)分别为10^(-6)和10^(-9)mol·L^(-1);在1362 cm^(-1)拉曼位移处对两种基底的拉曼强度和浓度进行对数转换拟合,Ag/光纤-30基底的拟合优度R^(2)达0.9753,远高于纳米银溶胶基底;拉曼信号的再现性检测结果表明,两种基底在各个特征峰处的RSD值均在合理范围内,但Ag/光纤-30基底的RSD值范围更小,范围最大值仅为10.94%;两种基底的稳定性测试结果表明,纳米银溶胶基底35 d后,在1362 cm^(-1)位置处的综合拉曼强度下降了45.90%,而Ag/光纤-30基底35 d后,综合拉曼强度仅下降了17.58%,说明Ag/光纤-30基底具有长期稳定性。同时,对两种基底增强因子(REF)进行计算,对浓度为10^(-6)mol·L^(-1)的R6G溶液,纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底的REF数值分别为3.49×10^(6)和2.14×10^(7),说明对于同一浓度的R6G溶液,Ag/光纤-30基底具有更强的增强效果,且比纳米银溶胶基底高出一个数量级。通过对比两种基底的SERS性能,表明Ag/光纤-30基底具有更高的灵敏度、更好的再现性以及长期稳定性。因此,基于银纳米颗粒包覆的光纤SERS基底在农残化学分析、生物医学检测等痕量检测方面有潜在的应用价值。

摘要： 制备了具有优异表面增强拉曼散射性能的Au/SnO/Ag膜.该制作方法非常简单,通过无电镀方法在纳米多孔金薄膜上生长一层SnO纳米颗粒,然后在其上面镀一层Ag薄膜,形成嵌入了氧化物的双层金属膜的三明治结构.作为SERS活性基底,这种结构具有高密度和均匀的大面积"热点",这对探测振动的分子非常有优势.在纳米多孔Au膜和金属Ag膜中间植入高密度的SnO纳米颗粒,使具有三明治结构的Au/SnO/Ag薄膜,产生很多的"热点",这极大的增强了整个NP Au/SnO/Ag膜的SERS效应和稳定性,其增强因子(EF)高达1010.

摘要： 本论文主要介绍了一种基于表面增强拉曼散射技术的快速、高灵敏、高选择性检测亚硝酸根离子的方法.首先利用种子介导法制备的金纳米壳为前体,采用还原硝酸银以及氢氟酸腐蚀二氧化硅等一系列步骤制备形貌和大小均一、稳定性好且具有好的拉曼增强效果的空心金银双金属球.然后以空心金银双金属球作为拉曼信号的增强基底,通过格里斯显色反应与表面增强拉曼散射技术的结合,利用4-氨基苯硫酚在酸性条件下与亚硝酸根离子发生重氮化反应实现亚硝酸根离子的高灵敏性、高选择性检测.

摘要： 本文以纳米压印技术复刻构建的柔性表面增强拉曼散射(SERS)基底,利用柔性薄膜取样时可进行擦拭,卷涂,使用方便的特点,复合贵金属纳米颗粒,构建具有表面增强拉曼散射效应的柔性复合薄膜,且该薄膜具有大尺度有序阵列,稳定性好.同时,通过探针修饰,构建化学增强的SERS柔性芯片,可以对弱拉曼活性的炸药分子有更好的拉曼激活效应,对炸药TNT有较好的拉曼增强响应,检出限为1×10-12M,并实现对其他TNT同类炸药的痕量检测,表现出对TNT有很高的选择性.该制备方法简单,工艺稳定性好,适合大量生产,且柔性薄膜使用方便,对TNT的检测有较高的灵敏度和选择性,有一定的实际应用价值.

摘要： 基于光纤消逝场传感原理,发展一种集固相微萃取和表面增强拉曼散射(SERS)技术于一体的快速、超灵敏检测技术.采用具有光传导功能的光纤作为载体,首先通过层层组装技术,将具有选择性吸附的氧化石墨烯(GO)键合到光纤纤芯侧面作为固相微萃取层,然后通过原位组装技术,将具有SERS活性的贵金属纳米粒子构建到GO表面作为SERS基底,开发出固相微萃取-SERS技术于一体的双功能光纤.利用光纤耦合器将功能光纤与便携式拉曼光谱仪耦合,实现固相微萃取和SERS光纤技术有效集成.结合传统顶空固相微萃取和内标法进行分析,实现水体中超痕量芳环类化合物快速半定量分析.该技术在食品快检、环境在线监测、预警等领域有着广泛的应用.

摘要： 具有"热点"结构的有序纳米图案由于其高灵敏度和高重复性可以作为表面增强拉曼散射(SERS)基底.基于多级周期阳极氧化铝模板独特的三维孔道,以聚合物复制其多级结构,得到具有一定长径比的纳米棒阵列,并蒸镀贵金属银获得SERS活性.通过精确调控多级周期纳米棒阵列周期内和周期间纳米棒的间距,使纳米棒在等离子体驱动过程中以周期为单位转变为"闭合"状态,从而实现动态响应过程并获得高效SERS活性位点.该动态响应基底有望进一步发展为智能等离激元器件.

摘要： 铀是重要的核原料,同时也是核废料的主要来源,检测低浓度铀具有重要意义.有不少利用表面增强拉曼散射(SERS)技术检测铀酰离子的报道.然而SERS基底和UO22+的直接相互作用导致870cm-1处铀酰伸缩振动峰不同程度的向低波数偏移,给谱峰的归属造成了许多困难.因此,提出了在SERS基底表面引入一层惰性介质层石墨烯,试图隔绝基底与UO22+的直接相互作用,又不会减弱SERS强度,从而实现对铀酰离子检测的同时,也可以获得铀酰离子的结构信息.首先利用抗坏血酸活化平均粒径约为60nm的银纳米粒子(AgNPs)使其在Si表面自组装，然后转移一层单层石墨烯，制得纳米银／石墨烯复合结构SERS基底。单层石墨烯的亚纳米级厚度没有影响自组装AgNPs的表面形貌。在Ag-Si基底表面，由于UO22+与AgNPs直接相互作用，致使UO22+的对称伸缩振动峰从870cm-l向低波数移置721cm-1。在G-Ag-Si基底表面，单层石墨烯的化学惰性减弱了UO22+与AgNPs的作用，使峰位有所回移(771cm-l)。该结果表明惰性介质层石墨烯可以减弱基底与待测分子的化学作用，初步验证了设想。

摘要： 本文介绍了一种基于表面增强拉曼散射技术,快速便捷检测邻苯二胺的方法.利用生活中存在的咖啡环效应,使银纳米颗粒快速、自行组装形成致密的待检测基底,依据咖啡环效应具有浓缩待检测物的特性,从而达到对极低浓度的邻苯二胺分子的灵敏检测.此外本文将银颗粒表面修饰一层环糊精分子,不仅增加了已制备的银颗粒的稳定性,而且解决了在颗粒自组装中特异性的问题,从而达到特异性的检测.采用咖啡环效应形成致密稳定的基底,可以对待检测的邻苯二胺分子达到100pM的检测极限.

摘要： 设计了一种生物功能化的金属纳米探针,以5,5'-二硫代双(琥珀酰亚氨基-2-硝基苯甲酸)(DSNB)分子作为蛋白质偶联剂将蛋白质结合在金纳米粒子表面,这样可以保持蛋白质的生物活性,同时DSNB分子具有高的表面增强拉曼散射(SERS)活性,可作为蛋白质定量分析的探针分子.选用生物素与亲和素的特异性识别以及抗原抗体的免疫识别反应这两个特殊体系,将靶蛋白以及SERS纳米探针固定在蛋白质检测芯片上.此外,以硅片为蛋白质检测载体,借助硅片在520nm处提供的特征峰为内标,对人IgG抗体进行定量分析.

摘要： 基于半导体的SERS研究具有重要的理论和实际意义,然而其较弱的增强贡献极大的限制了它在实际分析检测中的应用.在研究工作中,利用半导体材料自身的催化性质,采用监测SERS信号衰减的方法来实现定量分析.该实验以茜素红(ARS)修饰的胶体TiO2纳米粒子复合物为例,对其在Cr(Ⅵ)检测方面的应用进行了初步探索.该实验中涉及的工作不仅为水体中Cr(Ⅵ)的检测提供了简单快捷的检测方法,同时也为基于半导体的SERS光谱找到了可行的应用.

摘要： 葡萄糖能还原氯金酸合成金纳米粒子,但所需制备时间较长.本文采用化学还原法,在光波加热条件下还原HAuCl4制备金纳米粒子溶胶.本实验优化了NaOH和葡萄糖等条件,合成了稳定的具有高SERS活性的金纳米溶胶,并研究了其光谱特性.

摘要： 本发明提供一种拉曼散射光增强设备。在半导体基板中形成有空孔(20a)的光子结晶(20)中，相对于入射光具备以多个频率具有共振模式的波导，一个共振模式与另一个共振模式的频率差变成与所述半导体基板的拉曼位移频率相等，并且设定所述半导体基板的结晶方位面中的所述波导的形成方向，以使得通过所述两个共振模式的电磁场分布和所述半导体基板的拉曼张量来表达的拉曼跃迁概率成为最大。

摘要： 本发明提供一种拉曼散射光增强设备。在半导体基板中形成有空孔(20a)的光子结晶(20)中，相对于入射光具备以多个频率具有共振模式的波导，一个共振模式与另一个共振模式的频率差变成与所述半导体基板的拉曼位移频率相等，并且设定所述半导体基板的结晶方位面中的所述波导的形成方向，以使得通过所述两个共振模式的电磁场分布和所述半导体基板的拉曼张量来表达的拉曼跃迁概率成为最大。

摘要： SERS元件(2)具备：基板(21)，其具有表面(21a)；微细构造部(24)，其形成在主面(21a)上，具有多个支柱(27)；第1导电体层(31)，其以连续覆盖表面(21a)和微细构造部(24)的方式形成在表面(21a)和微细构造部(24)上；以及第2导电体层(32)，其以形成用于表面增强拉曼散射的多个间隙(G1,G2)的方式形成在第1导电体(31)上，第1导电体层(31)和第2导电体层(32)由相互相同的材料构成。

摘要： SERS元件(2)具备：基板(21)，其具有表面(21a)；微细构造部(24)，其形成在主面(21a)上，具有多个支柱(27)；第1导电体层(31)，其以连续覆盖表面(21a)和微细构造部(24)的方式形成在表面(21a)和微细构造部(24)上；以及第2导电体层(32)，其以形成用于表面增强拉曼散射的多个间隙(G1,G2)的方式形成在第1导电体(31)上，第1导电体层(31)和第2导电体层(32)由相互相同的材料构成。

摘要： 本发明提供了一种表面增强拉曼散射微纳芯片及其制备方法、应用和拉曼光谱测试系统，涉及拉曼散射芯片技术领域，所述表面增强拉曼散射微纳芯片包括基底，所述基底上设置有纳米金属棒阵列，所述纳米金属棒阵列由多个垂直分布于基底上的纳米金属棒组成，所述纳米金属棒的两端均具有尖端结构，所述纳米金属棒远离所述基底的一端的尖端结构上负载有二硫化钼量子点，该微纳芯片通过纳米金属棒阵列、纳米金属棒的尖端结构及负载的二氧化钼量子点相互协同，能够有效增强基底上的待测物分子信号，显著提高了拉曼光谱检测精度，为痕量检测提供了手段，可适用于活性生物大分子、毒品、爆炸物、食品卫生和环境检测等众多领域。

摘要： 本发明的表面增强拉曼散射单元包括：测定用基板，其于测定时使用；表面增强拉曼散射元件，其具有基板、及形成于上述基板上产生表面增强拉曼散射的光学功能部并固定于上述测定用基板；及按压构件，其包含环状的接触部且固定于上述测定用基板，上述接触部接触上述表面增强拉曼散射元件的周缘部，且向上述测定用基板侧按压上述表面增强拉曼散射元件。

摘要： SERS元件(2)具备：基板(21)，其具有表面(21a)；微细构造部(24)，其形成在主面(21a)上，具有多个支柱(27)；第1导电体层(31)，其以连续覆盖表面(21a)和微细构造部(24)的方式形成在表面(21a)和微细构造部(24)上；以及第2导电体层(32)，其以形成用于表面增强拉曼散射的多个间隙(G1,G2)的方式形成在第1导电体(31)上，第1导电体层(31)和第2导电体层(32)由相互相同的材料构成。

摘要： SERS元件(2)具备：基板(21)，其具有表面(21a)；微细构造部(24)，其形成在主面(21a)上，具有多个支柱(27)；第1导电体层(31)，其以连续覆盖表面(21a)和微细构造部(24)的方式形成在表面(21a)和微细构造部(24)上；以及第2导电体层(32)，其以形成用于表面增强拉曼散射的多个间隙(G1,G2)的方式形成在第1导电体(31)上，第1导电体层(31)和第2导电体层(32)由相互相同的材料构成。

摘要： 一种基于表面增强拉曼散射(SERS)与相干反斯托克斯拉曼散射(CARS)的检测系统，包括：相干拉曼散射激励光源、1x2光纤耦合器、自由端端面或内壁附着SERS活性基底的SERS光纤探针、带通滤波器和光谱仪、第一传导光纤、第二传导光纤和第三传导光纤；其中，所述相干拉曼散射激励光源通过第一传导光纤与所述1x2光纤耦合器的第一分束端相连接；所述表面增强拉曼散射光纤探针通过第二传导光纤与所述1x2光纤耦合器的合束端相连接；所述第三传导光纤的一端与所述1x2光纤耦合器的第二分束端相连接，自由端对准所述光谱仪；所述带通滤波器设置于所述第三传导光纤的自由端与光谱仪之间；本发明系统结构简单紧凑、检测灵敏度高。此外，本发明还提供一种基于表面增强拉曼散射与相干反斯托克斯拉曼散射的检测方法。

摘要： 本发明的表面增强拉曼散射单元包括：测定用基板，其于测定时使用；表面增强拉曼散射元件，其具有基板、及形成于上述基板上产生表面增强拉曼散射的光学功能部并固定于上述测定用基板；及按压构件，其包含环状的接触部且固定于上述测定用基板，上述接触部接触上述表面增强拉曼散射元件的周缘部，且向上述测定用基板侧按压上述表面增强拉曼散射元件。