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拉曼入门手册——表面增强拉曼

发表时间:2019-04-19 16:36

当今,对于表面增强拉曼(SERS)的研究越来越热门。但是,还有一部分人对于表面增强拉曼并没有什么概念。

拉曼信号本身就是一个非常弱的一种信号,不同物质的拉曼信号强度也不同。通常,我们对于拉曼信号的弱的物质,通过选择信噪比较高的仪器或者选择合适的激发波长。1974Fldshmann等人发现吸附在粗糙金银表面的tt旋分子的拉曼信号强度得到很大程度的提高,同时信号强度随着电极所加电位的变化而变化。1977 ,Jeanmaire Van Duyne , Albrecht Creighton等人Fe电极上的表面增强拉曼信号经过系统的实验研究和理论计算,将这种与银、金、铜等粗糙表面相关的增强效应称为表面增强拉曼散射(Surfaceenhanced Raman Scattering, SERS)效应,对应的光谱称为表面增强拉曼光谱。随后,紧跟着大量学者的研究。

那么使用表面增强试剂有什么效果呢?

表面增强拉曼散射(SERS)技术克服了传统拉曼光谱与生俱来的信号微弱的缺点,可以使得拉曼强度增大几个数量级。其增强因子可以高达1014——1015倍,足以探测到单个分子的拉曼信号。SERS可以用于痕量材料分析、流式细胞术以及其它一些应用,这些都是传统拉曼的灵敏度和测量速度不足以完成的。拉曼增强需要具有纳米尺度的粗糙度金属表面作为基底,吸附在这种表面上的分子将会产生拉曼增强。最常用的金属是金和银——表面的制备可以通过电化学粗糙、纳米结构衬底的金属包覆或者金属纳米粒子的沉积(常常是胶体形式)。

下图是我们提取的一种天然酚类活性物质,使用Au纳米粒子作为增强试剂。从图中我们可以看到随着增强试剂浓度提升,拉曼信号越明显(使用Optosky的ATR3110-785nm测试)。


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