表面增強(qiáng)拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)是指當(dāng)待測(cè)物質(zhì)吸附或貼近于金、銀、銅等金屬納米結(jié)構(gòu)表面時(shí),其拉曼信號(hào)可以得到百萬倍以上的增強(qiáng)。SERS技術(shù)由于無需標(biāo)記、無需復(fù)雜樣品預(yù)處理、可精準(zhǔn)提供分子信息、檢測(cè)周期短和靈敏度高等特點(diǎn),在生物檢測(cè)、食品安全和環(huán)境污染監(jiān)測(cè)等方面具有廣泛應(yīng)用前景。SERS基底是SERS技術(shù)的核心。然而,傳統(tǒng)SERS基底一般采用硅片、石英等硬基質(zhì),缺乏柔韌性,且質(zhì)重、成本高,在實(shí)際應(yīng)用中面臨眾多挑戰(zhàn)。采用SERS硬基底檢測(cè)時(shí),一般需要先用溶劑萃取物體表面污染物,然后滴到SERS硬基底表面進(jìn)行分析,難以實(shí)現(xiàn)快速原位檢測(cè)。
為了克服傳統(tǒng)SERS硬基底缺陷,近年來,中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所一直致力發(fā)展輕質(zhì)、柔性和透光新型SERS基底,并探索其用于污染物的快速檢測(cè)與監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。研究人員首次提出以PE膜作為基材,借助乙醇誘導(dǎo)納米粒子界面自組裝策略,開發(fā)了一種低成本、一步制備超輕、柔韌和半透光SERS基底的新方法(Anal. Chem., 2014, 86, 6262)。在此基礎(chǔ)上,他們進(jìn)一步發(fā)展了制備方法,無需乙醇誘導(dǎo)和PE膜作為載體,即可一步構(gòu)建自支撐的超輕、柔韌和半透光SERS基底。該SERS基底性能優(yōu)越,不僅具有良好的可重現(xiàn)性、超高的增強(qiáng)因子,而且質(zhì)地柔韌、結(jié)構(gòu)牢固,能耐受酸堿和多種有機(jī)溶劑的浸泡、摩擦和超聲波處理,而保持完整的組裝結(jié)構(gòu)和SERS活性。借助便攜式拉曼儀,該新型基底可實(shí)現(xiàn)果蔬(蘋果)表面多種殘留農(nóng)藥的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)。此外,該SERS基底再生利用簡(jiǎn)單,有效地降低檢測(cè)成本,為食品監(jiān)管等部門的現(xiàn)場(chǎng)快速抽檢提供新技術(shù)(Nanoscale, 2019, 11, 12829. Back Cover,如圖)。另外,由于新型SERS基底具有超輕和柔韌的特性,該基底可漂浮于待監(jiān)測(cè)水體表面,且可吸附富集水中特定污染物,應(yīng)用便攜式拉曼儀,可獲得特定污染物的拉曼信號(hào),判斷水體污染情況,實(shí)現(xiàn)水體污染物監(jiān)測(cè)(Environ. Sci. Technol., 2018, 52, 5812)。
以上研究獲國家自然科學(xué)基金、福建省自然基金、中科院青促會(huì)等的資助。
基于新型SERS基底的農(nóng)殘現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)