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科學島開發了一種熱點自動捕獲目標物分子的表面增強拉曼光譜方法
文章来源: 葛美红 发布时间: 2021-05-20

   近日,科學島楊良保研究員等開發了一種熱點自動捕獲目標物分子的表面增強拉曼光譜(SERS)方法,具有高度普適性,可實現農藥殘留、塑化劑、有機汙染物、毒物、抗生素、爆炸物等幾乎所有類型分子的高靈敏檢測,並提出基于納米毛細泵的較小間隙主動捕獲目標分子的原理模型。该成果以A“ General Surface Enhanced Raman Spectroscopy Method for Actively Capturing Target Molecules in Small Gaps”为题,发表在期刊《美国化学会志》(Journal of the American Chemical Society)上。 

  表面增強拉曼光譜(SERS)是一種分子光譜,具有快速、高靈敏和指紋識別的特性。楊良保研究員團隊一直從事SERS方面的研究,取得了一系列研究成果。本研究工作通過在液液界面組裝大面積單層納米粒子膜(圖1),將高密度熱點的納米粒子膜覆蓋在待測目標物分子之上,在溶劑揮發過程中,由于毛細力作用,目標物分子不斷經過納米粒子間隙,在小間隙處分子信號被極大的放大,從而實現高靈敏檢測。

  研究人員用該方法對百草枯溶液、四氯聯苯、孔雀石綠等不同類型目標物分子進行SERS檢測,結果表明,該方法具有高度普適性,可實現幾乎所有類型分子的高靈敏檢測(圖2),包括塑化劑、有機汙染物、抗腫瘤藥物、毒物、毒素、農藥殘留、染料、抗生素、爆炸物和氨基酸。同時,也成功地將其應用于光熱刺激下單細胞死亡過程的原位監測(圖3)。該方法爲目標分子主動運動到最佳熱點開辟了新途徑,爲實現超靈敏檢測或監測生物系統物質轉化、細胞行爲或化學動力學過程等研究提供了平台和策略。 

  本文的第一作者是葛美紅博士,通訊作者爲楊良保研究員。該項研究受到國家科技重大專項、國家自然科學基金、安徽省自然科學研究項目、中科院戰略性重點研究計劃等的資助。 

      論文鏈接:https://pubs.acs.org/articlesonrequest/AOR-6IRZEJBBNMCJKGVBSBVQ

 

  1.目標小分子隨溶剂向纳米粒子间隙(热点)处运动原理示意圖。  

 

  2. 不同類型目標物分子SERS检测光谱圖。a) 鄰苯二甲酸丁苄酯 (10-8 M ~ 10-11 M)b) 結晶紫溶液 (10-8 M ~ 10-11 M)c)  (10-7 M ~ 10-10 M)d) 百草枯溶液 (10-7 M ~ 10-10 M)e) 3,3',4,4'-四氯聯苯 (10-7 M ~ 10-10 M)f) 孔雀石綠 (10-8 M ~ 10-11 M)g) 溴敵隆 (10-7 M ~ 10-10 M)h) 5-氟尿嘧啶 (10-5 M ~ 10-8 M)i) 冰毒 (10-6 M ~ 10-9 M)j) 2,4,6-三硝基甲苯 (10-5 M ~ 10-8 M)k) 節球藻毒素 (10-6 M ~ 10-9 M)l) 半胱氨酸 (10-5 M ~ 10-8 M) 

 

  3.光熱刺激下A549细胞死亡过程原位动态监测谱圖。 

 附件:

   
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