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城市环境研究所在新型SERS基底构建及其用于污染物快速检测研究取得新进展

  表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)是指当待测物质吸附或贴近于金、银、铜等金属纳米结构表面时,其拉曼信号可以得到百万倍以上的增强。SERS技术由于无需标记、无需复杂样品预处理、可精准提供分子信息、检测周期短和灵敏度高等特点,在生物检测、食品安全和环境污染监测等方面具有广泛应用前景。SERS基底是SERS技术的核心。然而,传统SERS基底一般采用硅片、石英等硬基质,缺乏柔韧性,且质重、成本高,在实际应用中面临众多挑战。采用SERS硬基底检测时,一般需要先用溶剂萃取物体表面污染物,然后滴到SERS硬基底表面进行分析,难以实现快速原位检测。

       为了克服传统SERS硬基底缺陷,近年本课题组一直致力发展轻质、柔性和透光新型SERS基底,并探索其用于污染物的快速检测与监测领域。本课题组首次提出以PE膜作为基材,借助乙醇诱导纳米粒子界面自组装策略,开发了一种低成本、一步制备超轻、柔韧和半透光SERS基底的新方法(Anal. Chem., 2014, 86, 6262.)。在此基础上,我们进一步发展了制备方法,无需乙醇诱导和PE膜作为载体,即可一步构建自支撑的超轻、柔韧和半透光SERS基底。该SERS基底性能优越,不仅具有良好的可重现性、超高的增强因子,而且质地柔韧、结构牢固,能耐受酸碱和多种有机溶剂的浸泡、摩擦和超声波处理,而保持完整的组装结构和SERS活性。借助便携式拉曼仪,该新型基底可实现果蔬(苹果)表面多种残留农药的现场快速检测。此外,该SERS基底再生利用简单,有效地降低检测成本,为食品监管等部门的现场快速抽检提供新技术。(Nanoscale, 2019, 11, 12829. Back Cover,图1)另外,由于新型SERS基底具有超轻和柔韧的特性,该基底可漂浮于待监测水体表面,且可吸附富集水中特定污染物,应用便携式拉曼仪,可获得特定污染物的拉曼信号,判断水体污染情况,实现水体污染物监测。(Environ. Sci. Technol., 2018, 52, 5812. )

       以上研究获国家自然科学基金、福建省自然基金、中科院青促会等项目的资助。

       论文链接:12


图. 1 基于新型SERS基底的农残现场快速检测

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