新型SERS基底对生物及染料分子的分析检测研究

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表面增强拉曼光谱(SERS)具有灵敏度高、操作简单、检测时间短、特异性强、所需样品量少、可无损分析和识别官能团等特点,已广泛应用于生物医学传感、环境污染监测、食品安全和催化等领域。贵金属纳米材料由于具有局域表面等离子体共振效应(LSPR)是SERS技术应用最广泛的基底。本文围绕SERS基底对染料、生物分子展开了研究,主要研究内容如下:1.无手性标记的SERS识别氨基酸对映体手性识别在多学科领域中具有重要的应用价值。目前对映选择性识别方法要么需要使用手性试剂,要么需要圆偏振光。本工作开了一种基于无标记手性SERS的氨基酸分子识别系统,以非手性SERS探针分子对氨基苯硫醇(PATP)为手性选择分子,进行了一系列的SERS实验。该系统可以在SERS光谱中同时给出分子的结构特异性和对映体选择性,在手性分离和手性催化领域具有重要意义。2.HMDS改性MXene作为表面增强拉曼光谱疏水平台检测限和重现性通常会因等离子体纳米粒子和分析物的随机分布受到限制,达到高灵敏度和可重现性的检测仍然是SERS的一个挑战。基于植物或昆虫的天然超疏水表面因其简单易行、成本低廉而受到越来越多的关注。然而,在涂层过程中不可避免会有表面结构损伤和失控的脱水。通过六甲基二硅氮烷(HMDS)疏水剂改性Ti3C2Tx,制备了一种疏水的SERS基底,能够浓缩金属纳米粒子和目标分析物。该疏水平台的静态接触角高达152.5°,采用结晶紫(CV)作为目标分析物,最低检测浓度可达10-10 mol·L-1,1171、1619 cm-1处相对标准偏差(RSD)分别为9.46%、8.19%。这种疏水平台具有成本低、稳定性好和灵敏度高等优点,在低浓度化学和生物分子检测方面具有广阔的应用前景。3.基于Ti3C2Tx/Ag纳米材料复合基底表面增强拉曼光谱测定槟榔碱槟榔碱被确认为是口腔癌、咽喉癌和食道癌的高危因素,与心律失常、哮喘、糖尿病、早产和不孕症等疾病有关,因此开发对槟榔碱快速简便和灵敏度高的检测技术至关重要。表面增强拉曼光谱是一种在痕量水平上识别和检测各种化学和生物分子的工具,具有灵敏度高,无需标记,所需样品量少等优点。基于银纳米粒子的局域表面等离子体共振效应,二维纳米材料Ti3C2Tx的富集能力,利用Ti3C2Tx/Ag纳米复合材料作为SERS活性基底对槟榔碱进行定性定量检测。利用MXene材料还原Ag NO3,合成Ti3C2Tx/Ag复合材料。对Ti3C2Tx/Ag复合材料进行各种表征,包括SEM、XRD和XPS等。槟榔碱在1031 cm-1处产生酯类C-O-C对称伸缩振动特征峰,槟榔碱在0.0001-1mg·m L-1范围内具有良好的线性关系,检出限(LOD)为34 ng·m L-1。本方法具有操作简单,灵敏度高,分析时间短等优点,为检测槟榔碱提供了新思路。
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