固體所在貴金屬自組裝陣列研究方麵取得新進展

近期 ，中科院合肥物質院固體所納米材料與器件技術研究部團隊在貴金屬自組裝陣列的研究中取得了新進展 ，合成了以多孔Au@AuAg納米棒為陣列基元的高通量傳感器 ，並探究了其在近紅外波段（NIR）的表麵增強拉曼散射（SERS）性能 ，相關研究成果以“High-throughput surface-enhanced Raman scattering sensors for near-infrared detection of biochemical molecules”為題發表在Journal of Materials Chemistry C (J. Mater. Chem. C, 2023, DOI: 10.1039/D2TC05542B) 上 。

生物化學分子的不當使用會導致嚴重的環境問題 ，因此迫切需要尋求一種低成本的檢測生物化學分子的傳感器。基於SERS檢測的傳感器因其高靈敏度和特異性而受到廣泛關注 ，但其受到低利用率和高成本的限製 ，無法進一步實際應用 。

鑒於此 ，研究人員將噴墨打印技術與等離子體金屬納米顆粒相結合 ，開發了一種高通量 、高靈敏度的NIR-SERS生化傳感器(HNIR-SERS傳感器) 。首先利用壓印技術製造了網格基板 ，其中分離的區域呈典型的立方排列 ；再將多孔Au@AuAg納米棒(NRs)作為組裝單元 ，通過噴墨打印將其組裝在基板上 ，形成HNIR-SERS傳感器 。研究發現 ，這種新型HNIR-SERS傳感器可以在一個襯底中實現多生化分子的高靈敏度檢測 。例如 ，該HNIR-SERS傳感器能夠有效檢測4-氨基苯硫酚(4-ATP)和羅丹明6G (R6G) ， 4-ATP的增強因子高達108 。該工作為實現高通量 、低成本的NIR-SERS傳感器提供了一種有效的方法 ，為推動NIR-SERS傳感器在拉曼檢測芯片中的實際應用提供了依據 。

上述工作得到了國家傑出青年科學基金 、國家自然科學基金 、重大專項和中科院儀器專項等項目的支持 。

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圖1. 多孔Au@AuAg納米棒的(a)合成示意圖 、(b)SEM圖 、(c)TEM圖 、(d)STEM-HAADF及其元素分布圖 。

圖2. (a)HNIR-SERS傳感器的製備示意圖 ；(b-d)多孔Au@AuAg納米棒陣列的SEM圖 。

圖3. (a)加入10-6 M濃度的4-ATP處理後的多孔Au@AuAg納米棒及其前驅體的拉曼光譜圖 ；(b) HNIR-SERS傳感器的拉曼測試示意圖 ；(c) HNIR-SERS傳感器在加入10-8 M濃度的不同待測分子後的拉曼光譜圖 ；(d) HNIR-SERS傳感器在加入不同濃度梯度的4-ATP的拉曼光譜圖 。