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【拉曼科普】简述SERS表面增强拉曼光谱技术的原理和运用

作者:拉曼光谱仪产品 日期:2018-10-21 10:30:24 点击数:

【拉曼科普】简述SERS表面增强拉曼光谱技术的原理和运用(图1) 

       拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应,对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息,并应用于分子结构研究的一种分析方法。 它通过研究测量激光对样品照射后产生的拉曼散射位移来研究样品物质成分、结构乃至含量,是一种新型的物化分析方法和实用检测方法。

  众所周知,785nm激光激发的拉曼强度几乎只有532nm激光激发的拉曼强度的五分之一;1064nm激光激发的拉曼信号强度只有532nm激光激发的十五分之一。分子光谱在反映分子的特征结构,但散射效应是个非常弱的过程,难以检测。

【拉曼科普】简述SERS表面增强拉曼光谱技术的原理和运用(图2)

  通过SERS表面增强拉曼光谱技术就保证了产品极佳的SERS增强性能,对待测物的拉曼信号实现百万倍的放大效果,检测限可达ppm-ppb级别。那么SERS表面增强拉曼光谱技术的原理是什么?

【拉曼科普】简述SERS表面增强拉曼光谱技术的原理和运用(图3)

  表面增强拉曼光谱是指将待测分子吸附在粗糙的纳米金属材料表面,可使待测物的拉曼信号增强10的6-15次方倍的光谱现象,解决了普通拉曼光谱灵敏度低的问题。SERS活性基底的制备是获得较高拉曼增强信号的前提条件,不同的增强基底对样品的增强效果差别很大,SERS活性基底的材料、纳米颗粒的形状及尺寸、探测物在活性基底上的吸附量和距离等因素都会影响SERS的增强效果。随着纳米科技的发展,SERS基底的制备方法取得了巨大的进展,从而推动SERS在食品安全、环境保护、医学检测等领域的应用。

  普识纳米壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱技术此项科研成果发表在国际顶级学术刊物《Nature》、获发明专利证书。

  SERS表面增强拉曼光谱技术如此强大,又有哪些运用呢?

  SERS活性体系的不断优化,促使SERS实验领域不断扩展,从探针分子到应用材料,从染料分子到荧光材料;从氨基酸、DNA、RNA到蛋白质;从有机到无机,从液体到气体,从单分子吸附到多分子竞争吸附,从水体系到非水体系等等,作为一种光谱技术,SERS已成为灵敏度最高的研究界面效应的技术之一。

  单分子检测;SERS技术可以实现超低浓度溶液和超薄薄膜中的分子检测,最近在表面科学,分析化学,纳米技术等领域引起广泛关注。

  化学及工业;表面增强拉曼光谱是研究电极化学界面结构、吸附、反应的一种重要谱学工具,作为一种灵敏度很高的表征手段,SERS因为能直接研究物质在胶体上的吸附行为而得到广泛的应用。

  生物、医学体系;SERS作为一种增强拉曼光谱技术,在研究生物分子的结构和构象方面发挥着重要作用,大量的研究人员利用SERS解决了生物化学,生物物理和分子生物学中的许多问题,包括提供分子的特殊基团与界面的相互作用、生物分子与金属的键合方式等等。

  纳米材料;SERS可以避开本体覆盖层的干扰,直接对聚合物、金属界面的结构进行高灵敏度和专一性的检测,找出聚合物分子在金属表面的去向以及几何形态,扩展聚合物在金属防腐中的应用,弄清金属粘接以及集合物在表面的光化学反应等。

  联用技术与传感器;SERS的高灵敏高分辨率使得它在传感方面有强大优势和潜力。可以作为色谱及流动注射分析的检测手段,在进行成分分离同时还可以进行各组成分的指纹鉴定,对于天然有机物、违禁药物等分析由重要意义。

  艺术、考古相关领域;拉曼光谱的最显著特点在于其对样品的无损害以及峰位对激发光的不依赖性。正是这些特点,使得它作为一种光谱技术,在技术品鉴别和考古学及相关领域有着很好的应用价值。

  作为制定《拉曼光谱仪》国家标准唯一一家企业单位,普识纳米还不断加强对客户的服务与支持,集中研发力量为客户提供个性化的检测设备及解决方案,真正站在客户的角度考虑问题,彰显了普识纳米产品和服务在行业的绝对优势,奠定了普识纳米品牌在拉曼技术行业的重要地位。

【拉曼科普】简述SERS表面增强拉曼光谱技术的原理和运用(图4)


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