表面增强拉曼光谱研究领域取得重要进展 2分钟内超快速分子富集
- 2022年09月02日 13:28:10来源：化工仪器网点击：5039
【化工仪器网 项目成果】拉曼散射是光与物质相互作用的一种形式，其实质是光子和散射物质中的分子之间发生了非弹性碰撞。表面增强拉曼散射(SERS)是指当一些分子被吸附到某些粗糙的金属(如银、铜、金等) 表面上时，它们的拉曼散射强度会会极大的增强。常用的基底有贵金属(Cu，Ag，Au 等)粗糙电极、贵金属溶胶、纳米颗粒、纳米阵列等，基底也赋予了SERS具备更高的高灵敏度，故广泛应用于生物制药、食品安全、刑侦安检等领域。
作为一种具有高灵敏度、分子指纹识别和快速无损测量的表面光谱分析技术，SERS将检测灵敏度提升了百万倍以上，已广泛应用于生命科学、物理、化学、材料学、地质学、考古和艺术品鉴定等领域。例如，将SERS技术应用于患者呼出物、血清液、脱氧核糖核酸的检测，为早期患者的疾病诊断提供一种有力分析手段；应用于海洋微塑料、大气有毒有害气体、水体有机污染物和土壤重金属的微量检测，实现对环境中有害物质的监测；SERS还可实现对危害公共安全的爆炸物质和疑似吸毒人员体液毛发中含毒品物质的快检。
近年来，一些过度金属碳/氮化物(MXenes)表现出相当强的SERS活性，为SERS活性材料开发开辟了新的前景。MXenes材料具有成本低、表面改性灵活、光电性能优良等优点，但由于其灵敏度不足，无法满足实际应用需求。因此，将MXene材料的灵敏度推向更高水平仍然具有挑战性。
近日，安徽理工大学力学与光电物理学院青年教师蓝雷雷与东南大学物理学院邱腾课题组合作，通过结合二维裁剪和分子富集来设计高灵敏度的柔性MXene基SERS衬底，成功制备出两种类型的二维碳化钒(V4C3和V2C)MXenes材料。
他们在研究中发现，与块状MXene材料相比，二维裁剪赋予碳化钒MXenes费米能级附近更为丰富的态密度，促进了光致诱导电荷转移，增加了多达2个数量级的检测灵敏度。研究人员进一步采用了一种基于真空辅助抽滤的分子富集方法来获取超灵敏的SERS检测，实现了2分钟内超快速分子富集、95%以上的超高分子截留率和5×10-9M的更低的检测限，从而获得了超灵敏的SERS检测。
该项工作创造性提出了一种新的策略，为探索新型MXens基SERS材料提供了重要指导，并为设计高性能的SERS平台提供了一种前沿策略。并且在其中，V4C3作为SERS活性材料为首次报道。
(资料来源：中国科学报)
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