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磁性拉曼检测芯片问世可用于食品安全和环境监测

2023-01-06 

本文摘要:近日,中国科学院深圳先进设备技术研究院李鹏辉、喻学锋、罗茜等合作,顺利研发出有一种磁性可移动拉曼强化(SERS)检测芯片,构建了多种环境污染物的高灵敏度较慢检测。

近日,中国科学院深圳先进设备技术研究院李鹏辉、喻学锋、罗茜等合作,顺利研发出有一种磁性可移动拉曼强化(SERS)检测芯片,构建了多种环境污染物的高灵敏度较慢检测。涉及论文EfficientEnrichmentandSelf-AssemblyofHybridnanoparticlesintoRemovableandMagneticSERSSubstratesforSensitiveDetectionofEnvironmentalPollutants(《纳米粒子高效汇集自装配建构磁性可移动拉曼检测芯片及其在环境污染物高灵敏检测中的应用于》)公开发表于国际期刊ACSAppliedMaterialsInterfaces(DOI:10.1021/acsami.6b16141,论文第一作者为深圳先进设备院唐思莹)。并且,团队与深圳市农产品质量安全性检测检验中心合作,以涉及技术制订了深圳市标准“养殖水中孔雀石绿的表面强化纳曼光谱较慢检测方法”一项。SERS检测技术因其免除标记、灵敏度低、检测速度快、可用等优点,在食品安全、生命科学、环境监测等领域获得广泛应用。

一般来说,具备大于10nm的较宽间隙的贵金属纳米结构表面的等离子体共振效应可以引发十分有效地的SERS信号,而液滴溶解自装配技术是一种可有效地建构此种较宽间隙结构的三维超强晶格贵金属纳米阵列的方法。课题组成员唐思莹、李鹏辉和李泳等利用这一技术,顺利制取了一种磁性可移动的SERS芯片,并构建了孔雀石绿、福美双、敌草慢、多环芳烃等农药和环境污染物分子的高灵敏度检测。

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通过在多孔的特富龙薄膜表面建构的超强润滑剂基底,使得液滴内的金纳米篮和磁性四水解三铁纳米粒子在液滴溶解过程中高效挤满和自装配,获得可以瓦解基底、在磁场下高效率移动的三维超强晶格结构。这种SERS芯片一方面由于高度有序排序的金纳米棒构成等离子体超强晶格结构使其具备高灵敏度和低观测无限大的出色SERS性能,检测无限大可低至纳摩尔级别;另一方面由于其具备磁性,而能从简单分析物中较慢分离出来,此种SERS芯片限于于环境污染物的实地较慢分析检测,拓宽SERS芯片在环境监测中的应用于范畴。

课题组近年来在SERS检测芯片建构和SERS检测技术方向积极开展深入研究,在食品安全和环境污染物检测等领域获得了多项突破性进展(ACSAppliedMaterialsInterfaces,2015,7:5391;AdvancedMaterials,2016:28:2511,封面文章),并申请人涉及发明专利5项。这些研究成果不仅可以构建高灵敏低成本SERS检测芯片的大规模制取,更加最重要的是为食品安全检测和环境监测等领域获取了可信的较慢光学检测技术。

上述研究受到国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市科创委基础布局项目等资助。(a)磁性拉曼检测芯片设计与制取示意图;(b)利用磁性拉曼检测芯片测试流程图;(c)有所不同浓度孔雀石绿拉曼强化谱图。


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