安徽光机所科研人员提出激光诱导制备高灵敏度光纤SERS探针

近期，安徽光机所毛庆和研究员课题组与固体物理所孟国文研究员课题组合作，在高灵敏度光纤SERS探针的制取方面获得新进展：明确提出了一种激光诱导自装配法制取高灵敏度光纤SERS探针的新方法，制取的光纤SERS探针在多氯联苯、农药残余、生化战剂等的痕量、远程、较慢检测领域展现普遍的应用于前景。涉及成果以封面文章形式公开发表在Nanoscale上(Nanoscale2016,8,10607-10614)。　　将微米尺度光纤技术与纳米尺度SERS效应结合的光纤SERS探针具备灵活、灵活性、远程检测等优点，且因SERS敏感区皆参予相互作用过程，SERS检测重复性好，近年来受到了普遍注目。

一般来说，研究人员使用化学修饰相同法、液相制备、光诱导化学沉积等化学方法，或使用气相沉积、纳米球光刻、微纳加工等物理方法，将贵金属纳米结构制取在光纤表面，构成光纤SERS探针。但是，化学制取方法制取的纳米结构多为贵金属纳米颗粒岛膜，SERS强化因子比较较强（大约为104量级）；而物理方法制取的探针虽然SERS强化因子较小（106-108量级），但制取设备便宜，制取过程简单、耗时且无法符合批量制取的简单市场需求。

于是，发展新型光纤SERS探针制取方法仍然是该领域的研究热点，也是推展光纤SERS探针实用化进程的关键。　　针对上述问题，两个课题组尝试了大量制取方案，最后明确提出了一种非常简单、低成本的激光诱导自装配法，构建了高灵敏度光纤SERS探针的较慢、反复制取。该新型制取方法通过将光纤从预先制取好的纳米颗粒溶胶中提高至液面附近构成特定的转弯液面结构，在诱导激光电离辐射下，转弯液面处贵金属纳米颗粒的热效应与纳米颗粒之间的电磁相互作用，将使得纳米颗粒自装配在光纤末端面上，并构成团簇结构，从而很大强化局域场。

使用该方法制取出有的光纤SERS探针，展现了极高的检测灵敏度和优良的检测重复性：利用便携式拉曼光谱仪，在2s分数时间下，构建10-10M的p-ATP高灵敏度SERS检测；SERS光谱检测重复性：比较标准差RSD2.8%，探针制取重复性：RSD7.8%。这种灵敏度低、重复性好的光纤SERS探针在环境污染物远程/现场检测、生物医学活体分析、化学反应过程动态监测乃至某些定量检测领域都具备潜在的应用于前景。涉及研究结果早已申请人了国家发明专利，并以封面文章形式公开发表在最近一期的Nanoscale期刊上。据该论文第一作者刘晔博士讲解，他们目前于是以基于这种新型探针技术发展一种便携式SERS分析仪器。

　　该研究工作获得国家根本性科学研究计划项目和国家自然科学基金等项目的资助。　　(a)预先制备的银纳米立方体的TEM图；　　(b)激光诱导自装配法制取的光纤SERS探针表面的SEM图；　　(c)光纤SERS探针对p-ATP的检测灵敏度；　　(d)反复制取的5根光纤SERS探针的光谱重复性。

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