中美科學(xué)家發(fā)明增強(qiáng)拉曼光譜檢測(cè)新技術(shù)

中科院院士、廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院群教授課題組與美國(guó)佐治亞理工學(xué)院王中林教授課題組合作，在電化學(xué)控制條件下獲得了多種分子或離子吸附在鉑、金等單晶電極上的表面拉曼光譜，該新技術(shù)尚屬首次，其研究成果發(fā)表在3月18日的英國(guó)《自然》雜志上。

表面增強(qiáng)拉曼光譜是一種非常強(qiáng)大的高靈敏分析技術(shù)，它可以探測(cè)和分析物質(zhì)表層所吸附的各類分子，對(duì)于有些體系，它的靈敏度甚至達(dá)到檢測(cè)單分子水平。但是，它的應(yīng)用具有很大限性??僅有少數(shù)幾種金屬（金、銀、銅）可產(chǎn)生如此強(qiáng)大的表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)，并且這些金屬的基底必須是粗糙或需要制備成納米粒子。

據(jù)介紹，課題組提出建立了名為“殼層隔絕納米粒子增強(qiáng)拉曼光譜”新技術(shù)，相當(dāng)于在金屬或其他材料（例如半導(dǎo)體硅表面甚至橘子皮）面上鋪撒一層“聰明的灰塵”，即用化學(xué)惰性材料超薄殼層（約2至4個(gè)納米厚度）所隔絕的金納米粒子，利用這些納米粒子能使各種材料表面的拉曼光譜得到增強(qiáng)。

課題組采用時(shí)域有限差分法對(duì)有關(guān)增強(qiáng)效應(yīng)進(jìn)行模擬，數(shù)據(jù)顯示，與納米粒子接觸的微小區(qū)域的表面分子的拉曼信號(hào)可增強(qiáng)約七個(gè)數(shù)量級(jí)。他們用該方法檢測(cè)了半導(dǎo)體硅表面物種、細(xì)胞壁組分乃至橘子皮的殘留農(nóng)藥，結(jié)果證明拉曼光譜方法可以應(yīng)用于檢測(cè)各類材料的最表層化學(xué)組分和任何形貌的基底，使得表面拉曼光譜提升為更為通用和實(shí)用的方法，將在材料科學(xué)和生命科學(xué)中得到運(yùn)用，例如，通過結(jié)合便攜式的拉曼譜儀，可望在食物安全、藥物、以及環(huán)境污染檢測(cè)中發(fā)揮作用。

課題組認(rèn)為，殼層隔絕納米粒子增強(qiáng)光譜信號(hào)的思路有望拓展至表面紅外光譜、和頻振動(dòng)光譜和熒光光譜等其它譜學(xué)技術(shù)。

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