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金猪娱乐-安徽光机所科研人员提出激光诱导制备高灵敏度光纤SERS探针

发布日期:2021-02-22 00:09浏览次数:
本文摘要:近日,安徽省光学与力学研究所毛清河研究员课题组与固体物理研究所孟国文研究员课题组合作,在制备高灵敏度光纤SERS探针方面取得新进展:明确提出了激光诱导自组装法制备高灵敏度光纤SERS探针的新方法,所制备的光纤SERS探针在多氯联苯、农药残留、生化战剂等痕量、远程、慢速检测领域显示出广阔的应用前景。相关成果作为封面文章发表在《纳米尺度》(Nanoscale2016,8,10607-10614)。

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近日,安徽省光学与力学研究所毛清河研究员课题组与固体物理研究所孟国文研究员课题组合作,在制备高灵敏度光纤SERS探针方面取得新进展:明确提出了激光诱导自组装法制备高灵敏度光纤SERS探针的新方法,所制备的光纤SERS探针在多氯联苯、农药残留、生化战剂等痕量、远程、慢速检测领域显示出广阔的应用前景。相关成果作为封面文章发表在《纳米尺度》(Nanoscale2016,8,10607-10614)。光纤SERS探头结合了微米级光纤技术和纳米级SERS效应,具有灵活、灵活、远程检测等优点。

近年来,SERS探测引起了广泛关注,因为SERS敏感区都参与了相互作用过程。一般来说,研究人员使用化学方法如化学修饰、液相制备、光致化学沉积,或者物理方法如气相沉积、纳米球光刻、微纳加工等。在光纤表面制备贵金属纳米结构,形成光纤SERS探针。

而化学法制备的纳米结构多为贵金属纳米粒子岛膜,SERS增强因子比较强(104个数量级左右);但物理法制备的探针虽然SERS增强因子小(106-108阶),但制备设备便宜,制备过程简单耗时,不能满足批量制备的简单市场需求。因此,开发一种制备光纤SERS探针的新方法仍然是该领域的研究热点,也是推动光纤SERS探针实用化进程的关键。针对上述问题,两个研究小组尝试了很多制备方案,最终提出了一种非常简单且成本低廉的激光诱导自组装方法,构建了慢而重复的高灵敏度光纤SERS探针的制备。

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本发明将光纤从制备的纳米粒子溶胶提升到液面附近,形成特定的转向液面结构,在诱导的激光电离辐射下,转向液面贵金属纳米粒子的热效应与纳米粒子之间的电磁相互作用,会使纳米粒子在光纤端面自组装形成团簇结构,从而大大增强局域场。该方法制备的现有光纤SERS探针显示出极高的检测灵敏度和优异的检测重复性:利用便携式拉曼光谱仪,在2s的分数时间内构建了10-10M p-ATP高灵敏度SERS检测器;SERS光谱检测的重复性:比对标准偏差为2.8%,探针制备的重复性为7.8%。

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这种灵敏度低、重复性好的光纤SERS探针在环境污染物远程/现场检测、生物医学体内分析、化学反应过程动态监测甚至一些定量检测领域具有潜在的应用前景。研究成果已经申请国家发明专利,并以封面文章的形式发表在最新一期的《纳米尺度》上。

据这篇论文的第一作者柳椰博士说,他们现在正在开发一种基于这种新探针技术的便携式SERS分析仪。研究工作得到了国家基础科学研究计划和国家自然科学基金的资助。(一)预先制备的银纳米立方体的透射电镜图像;(2)激光诱导自组装制备的光纤SERS探针表面的扫描电镜图像;(3)光纤SERS探针对三磷酸腺苷的检测灵敏度;重复制作的五个光纤SERS探针的光谱重复性。


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