近日,我校電子工程與智能化學(xué)院2018級聯(lián)合培養(yǎng)研究生王博天在光學(xué)二區(qū)TOP期刊Optics Express(影響因子3.708)上發(fā)表了題為“Highly sensitive SERS detection in a non-volatile liquid-phase system with nanocluster-patterned optical fiber SERS probes”的研究論文,我校劉曄教授、周飛副教授為該論文的共同一作和通訊作者。
表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)光譜利用貴金屬納米顆粒的微納光學(xué)增強(qiáng)效應(yīng),極大提高拉曼光譜的檢測靈敏度,具有指紋光譜特征、靈敏度高、樣品預(yù)處理簡單、檢測時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn),在食品安全、環(huán)境檢測、生物醫(yī)學(xué)、材料科學(xué)等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。然而,當(dāng)前SERS光譜技術(shù)難以直接實(shí)現(xiàn)非揮發(fā)性液相體系(如食用油、生物細(xì)胞等)的高靈敏、快速、原位檢測。
圖一、激光誘導(dǎo)蒸發(fā)自組裝法制備的光纖SERS探針及檢測靈敏度
本工作以食用油中為例,提出一種基于高靈敏光纖SERS探針的非揮發(fā)性液相體系的快速、高靈敏檢測新方案。團(tuán)隊(duì)利用具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的激光誘導(dǎo)蒸發(fā)自組裝法,在光纖端面成功制備出金納米棒團(tuán)簇結(jié)構(gòu)(圖一),極大提高SERS檢測靈敏度,其對R6G的檢測靈敏度達(dá)到10-10 M。利用該類SERS探針,實(shí)現(xiàn)非揮發(fā)性液相體系——食用油中非法添加劑蘇丹紅和農(nóng)藥殘留福美雙的快速、高靈敏度檢測,其對蘇丹紅和福美雙的檢測限(LOD)分別為2.4 × 10?6 mol/L和3.6 × 10?7 mol/L;且拉曼峰強(qiáng)與待測物濃度間存在良好的雙對數(shù)線性關(guān)系(圖二)。進(jìn)一步地,回收率實(shí)驗(yàn)也證實(shí)了該基于光纖SERS探針的油相原位檢測方法具有良好的定量檢測能力。本工作為非揮發(fā)性液相體系的高靈敏度SERS光譜檢測提供一種新方法,在食品安全、生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景。
圖二、食用油中蘇丹紅和福美雙的檢測靈敏度
以上工作得到國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目子課題、廣東省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、廣東省普通高校重點(diǎn)項(xiàng)目、東莞理工學(xué)院青年科研團(tuán)隊(duì)等項(xiàng)目的資助。
(撰稿:初讓;初審:車夢瑤;復(fù)審:劉曄;終審:胡耀華)