我科学家利用层间纳米间隙实现表面增强拉曼光谱检测

2022-07-20 18:19:28  信息编号：K222865  浏览次数：249

近日，中科院合肥物质科学研究院健康所的研究团队开发了一种新方法，通过构建一种天然小于3纳米的多层层间小间隙主动捕获目标分子，实现高灵敏SERS(表面增强拉曼光谱)检测。
该研究成果日前发表在光学领域期刊《先进光学材料》上。


SERS(表面增强拉曼光谱)是一种突破性的拉曼光谱技术。

在特定的基础材料(金、银、铜和一些不常用的碱金属)表面，拉曼光谱的信号强度能得到很大程度的提高。

在表界面研究中，表界面分子数目少，拉曼散射信号强度弱，这使得拉曼光谱技术的应用存在很大困难，而SERS的发现使拉曼光谱的适用领域得到了极大的拓展，SERS已经成为分析科学、表面科学以及生物科学等领域的强大分析工具。


此前，研究团队已经研发出单层纳米膜热点自动捕获目标物分子的SERS方法，在液液界面组装大面积单层纳米粒子膜，将高密度热点的纳米粒子膜覆盖在待测目标物分子之上，在溶剂挥发过程中，由于毛细力作用，目标物分子不断经过纳米粒子间隙，在小间隙处分子信号被极度放大，从而实现高灵敏检测。


本项研究成果在此基础上，将单层纳米粒子膜升级为三层银纳米颗粒膜结构，有效增加了热点的数量。

与传统的干态成膜的SERS方法相比，该方法可以更有效地使目标分子主动进入热点，检测限比干态成膜方法降低2—3个数量级。


在研究中，该方法成功应用于**-卵细胞结合过程的物质变化跟踪。

研究人员表示，这项成果为目标分子主动运输到最佳热点开辟了新的方法，有望实现对生物系统的物质转化、细胞行为或化学动力学过程研究等方向的超灵敏检测或监测。