任斌教授课题组最近在表面增强拉曼光谱(SERS)的定量分析方面取得了重要进展,相关结果以“Reliable Quantitative SERS Analysis Facilitated by Core-Shell Nanoparticles with Embedded Internal Standards”为题,发表在《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., DOI: 10.1002/anie.201502171。)
金属纳米结构与合适波长入射光的作用下能够产生超强的局域电磁场,使得处于该局域场内分子的拉曼信号得到百万倍以上的增强,获得SERS信号。SERS在化学、生物、环境以及食品安全分析检测中都有着广泛的应用前景。然而,现有的SERS基底制备方法难以获得均一的增强特性,使得SERS技术长期以来被认为只能作为定性或者半定量的检测技术,这也是制约该技术推广应用的一个重要瓶颈问题。
任斌教授课题组一直致力于新型功能化SERS纳米材料的研发。针对SERS技术在定量分析方面存在的关键问题,他们巧妙地设计并制备出新型金属核/内标分子/金属壳层的纳米颗粒,并基于以下特点将其用于SERS定量检测:(1)内标分子处于金属的核和壳之间,受外壳金属层的保护,分子层不受检测条件和环境的影响,是一种稳定的内标;(2)内标分子处于纳米颗粒的内部,颗粒的壳层表面的所有位点都可以与待测物种作用,提高检测灵敏度;(3)该纳米颗粒本身既是SERS的内标又是SERS的增强基底,内标信号可以能有效地反馈检测过程中因粒子团聚和测试条件变化引起的波动。利用这一新型纳米材料,他们对多种分子实现了SERS的定量检测,提供了一种准确、灵敏、可靠和普适的分析方法。
该工作是在任斌教授指导下由博士生沈炜与维多利亚vic309官网颜晓梅教授课题组和江西师范大学钟起玲教授课题组的合作下完成的。固体表面物理化学国家重点实验室的PCOSS Fellow蒋朝阳(美国南达科他大学副教授)在数据处理和解释以及论文写作方面提供了大量建设性的意见。该研究得到了科技部(项目批准号:2011YQ03012400,2013CB933703)、国家自然科学基金(项目批准号:21227004, 21321062,21473140,J1310024)和教育部(项目批准号:IRT13036)的资助。
论文链接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.201502171/epdf