金属材料强度国家重点实验室

      近日，金属材料强度国家重点实验室表面室在表面增强拉曼散射（SERS）基底的制备与应用研究方面取得了新进展。该组博士生黄剑与马大衍博士并列第一作者在Analytical Chemistry上（分析化学领域国际权威期刊，IF:5.636）在线发表题为“Ag nanoparticles decorated cactus-like Ag dendrites/Si nanoneedles as highly efficient 3D SERS substrates toward sensitive sensing”的研究论文。论文由材料学院徐可为教授和生命学院赵永席教授课题组共同合作完成。
      孔雀石绿(MG)是一种常见的三苯甲烷类染料，因其价格低廉，能快速杀灭鱼体表面及水体中的真菌、细菌和寄生虫而被广泛运用于水产养殖中。鉴于MG的高毒性、高残留，以及致癌、致畸、致突变作用，探求一种可靠的检测手段来快速、准确、低成本地检测环境中痕量的MG残留将具有重大的意义。目前，对于SERS技术的实际应用，定量分析一直是一个巨大的挑战，而定量分析的主要瓶颈则是制备均匀的、可重现的SERS基底。现已报道的SERS基底大多以零维（点）、一维（线）或二维（面）的空间分布存在。为提高SERS基底分析测试的灵敏度和重现性，研究组构建了具有仿生结构，且热点密度高、热点分布均匀的三维SERS基底。
 

 

       基于AgNPs修饰的 Ag /Si仿仙人掌复合结构，如上图所示：(1)无电沉积法构筑大面积的贵金属“银枝晶”纳米结构; (2)金催化剂的负载；(3)硅纳米针的PECVD生长；(4)以高密度的硅纳米针作为支撑骨架，通过Galvanic displacement负载具有SERS活性的AgNPs；(5)采用CV作为探针分子，评价所制备基底的增强性能，其增强因子高达6.6×107。将所制备的基底应用于MG的快速检测，结果表明其检测限低至10-13 M，RSD <10%。此外，该基底也适用于复杂体系（湖水）中MG的超灵敏检测，其回收率高达91.2% ~ 109.6%。这种新颖的3D SERS基底为SERS传感检测提供了良好的平台，为环境水中痕量待测物的定量分析提供了一种新思路，同时也进一步推动了SERS技术的实际应用。
 

 

      该研究工作得到了国家自然科学基金(21475102 & 51171145)和陕西省自然科学基金（2013JQ2017 & 2015JM5244）的资助。
      论文链接http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.5b02788