近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院核能安全所科研人員提出了一種在超稀溶膠中通過溶劑洗滌和氯離子取代制備清潔開放悠悠球形納米顆粒的新策略，實現(xiàn)了表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)的高靈敏度和高穩(wěn)定性定量檢測。該成果以“基于清潔和開放空間納米結(jié)構(gòu)的SERS定量分析”為題，發(fā)表在國際分析化學(xué)類頂刊《分析化學(xué)》（Analytical Chemistry）上。

傳統(tǒng)SERS 研究將關(guān)注點放在“制造更多/更強(qiáng)熱點”上，但熱點過窄、配體屏蔽與場分布不均往往導(dǎo)致利用效率低與信號波動。

研究團(tuán)隊通過在超稀溶膠中結(jié)合溶劑回流洗滌和氯離子取代的方法，成功去除了納米顆粒表面的檸檬酸鈉表面活性劑，形成了清潔表面的悠悠球形納米顆粒（圖1）。這種獨特的結(jié)構(gòu)設(shè)計使分析物分子能夠輕易進(jìn)入均勻電磁場的熱點區(qū)域，從而實現(xiàn)高靈敏度和高穩(wěn)定性的SERS檢測。超稀溶膠的非聚集穩(wěn)定性和動態(tài)穩(wěn)定性為定量SERS分析提供了堅實基礎(chǔ)。

研究結(jié)果表明，該悠悠球形納米顆粒膠體策略在抗癌藥物5-氟尿嘧啶（5-FU）檢測中表現(xiàn)出優(yōu)異的均勻性，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）低于10%。更令人矚目的是，在對27例接受5-FU靜脈注射的腫瘤患者真實血清樣品的盲測中，與臨床金標(biāo)方法相比，該SERS策略的回收率達(dá)到101.25% （圖2）。

該策略為液體樣本即時、精準(zhǔn)檢測（藥物濃度監(jiān)測、體液診斷等）提供了新思路，并為等離子體納米結(jié)構(gòu)設(shè)計提出可推廣的“熱空間工程”概念框架。

論文的第一作者為核能安全所博士研究生周國良。通訊作者為核能安全所楊良保研究員、董榮錄副研究員、李盼副研究員。該研究受到了國家自然科學(xué)基金等項目資助。

文章鏈接：https://pubs.acs.org/articlesonrequest/AOR-HFBJXGBKKNJX5N5KP24G

圖1 調(diào)節(jié)納米顆粒表面配體控制顆粒組裝

圖2 超稀溶膠穩(wěn)定定量SERS檢測