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华南理工大学孙大文教授:高分子膜基于的高稳定等离激元纳米芯片的构建
2019-08-09  来源:高分子科技

  当前,由于表面增强拉曼光谱(SERS)技术具有灵敏、快速、非标记和指纹光谱等特性,其已作为一种新型的检测技术用于医学、生物、化学、食品等多个领域的传感分析。SERS传感的主要问题是要构建具有灵敏、稳定、高性能特性的等离激元纳米粒子。目前最常用的银纳米粒子基底虽然具有强烈的SERS增强因子,但是其较差的稳定性严重限制了它在SERS传感中的应用。

  基于高稳定性SERS基底的制备难题,华南理工大学现代食品工程研究中心智能检测控制研究团队结合Au@Ag纳米粒子和高分子膜制备了一种高稳定性的柔性SERS芯片。

图1. 聚合物膜保护的SERS基底的制备及检测流程图

  作者首先通过液-液界面自组装的方法将有序的Au@Ag纳米粒子阵列固定在PMMA膜上;然后,将新生的Au@Ag/PMMA膜附于高透明的荧光定量PCR封板膜上以提高其机械稳定性;最后,在Au@Ag/PMMA/qPCR膜上覆盖一层PET离型膜,可有效用以保护等离激元纳米阵列免受外界干扰。

图2. 聚合物膜保护的SERS基底的表征及制备实物图

  研究表明,所构建的高分子膜保护的SERS芯片不仅具有优良的SERS活性,其增强因子可达3.14×106,并且具有非凡的储藏稳定性,在常温环境下储藏2个月后其SERS性能无显著降低。该基底可成功用于果汁中农药的灵敏快速检测,对梨汁、橙汁和葡萄汁中的噻菌灵农药进行检测,其检测线可分别达21、43、69 ppb。本研究将高分子聚合物膜用于SERS基底的制备,操作过程简便,为构建新型稳定可穿戴式SERS芯片的研究提供了一种新的研究思路。

图3. 聚合物膜保护的SERS基底对自来水、梨汁、橙汁和葡萄汁中噻菌灵残留的检测

  以上相关成果研究成果以“Stable, Flexible, and High-Performance SERS Chip Enabled by a Ternary Film-Packaged Plasmonic Nanoparticle Array”为题发表在ACS Applied Materials & Interfaces,论文第一作者为华南理工大学博士生王凯强,通讯作者为华南理工大学、爱尔兰国立都柏林大学孙大文教授。该工作得到了国家科技攻关计划(2018YFC1603404),中央高校基本科研专项资金(2018MS056, 2017MS075)等项目的资助。

  论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.9b09746

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(责任编辑:xu)
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