La detección de gases traza es crítica para monitorear la contaminación ambiental y detectar compuestos orgánicos volátiles liberados del cuerpo humano. Como una poderosa herramienta analítica para identificar trazas de moléculas, la espectroscopia Raman mejorada en superficie (SERS) permite una amplificación notable de las señales Raman normales mediante el uso del efecto de resonancia de plasmón superficial y el efecto de transferencia de carga con excelente sensibilidad, capacidad de detección no invasiva y efecto de huella digital único. y ha sido ampliamente utilizado en el campo del análisis, especialmente para la detección de gases.

El Prof. Zhang Zhiqiang y el Dr. Sun Jiaojiao del Instituto de Ingeniería y Tecnología Biomédica de Suzhou (SIBET) de la Academia de Ciencias de China (CAS) han desarrollado recientemente un sustrato SERS tridimensional (3D) en forma de roseta altamente sensible (BigAuNP/Au /ZnO/P).

El sustrato SERS se hizo mediante una combinación del mérito de la morfología 3D de matrices de nanorods de ZnO en una membrana porosa flexible de poli (fluoruro de vinilideno) (PVDF) y el crecimiento químico in situ de semillas de nanopartículas de Au en nanorods de ZnO recubiertos con película de Au. , que produjo una heteroestructura BigAuNP/Au/ZnO/P similar a una roseta 3D con abundantes puntos de acceso SERS activos que mejoraron significativamente el efecto de resonancia de plasmón superficial localizado y el efecto de transferencia de carga de la mejora Raman.

Usando p -ácido mercaptobenzoico (p -MBA) como moléculas de sonda con una concentración de hasta 10 ^-13 M, el sustrato SERS presentó un factor de mejora de hasta 2,27 × 10 ⁷ con excelente uniformidad y reproducibilidad.

Más importante aún, las estructuras porosas de la membrana de PVDF pueden facilitar la interacción de "puntos calientes" con analitos y ayudar a la detección selectiva de un objetivo gaseoso en una condición ambiental compleja.

Los investigadores seleccionaron putrescina y cadaverina para verificar la viabilidad del sustrato SERS flexible 3D en la detección de gases. Usando p -La monocapa molecular de MBA como interfaz de detección, la putrescina gaseosa y la cadaverina fueron capturadas selectivamente por reacción de amida a baja concentración (putrescina:1,26 × 10 ^-9 METRO; cadaverina:2,5 × 10 ^-9 M), el límite de detección fue de dos a tres órdenes de magnitud más bajo que el informado anteriormente, lo que indica el buen rendimiento de detección de gas de este sustrato SERS.

Gracias a su flexibilidad, porosidad y excelente rendimiento SERS, este sustrato flexible 3D se puede integrar con dispositivos microfluídicos y espectrómetros Raman portátiles para construir un sistema de detección SERS in situ.

Se espera que dicho sistema permita la captura y el enriquecimiento eficientes de bacterias, virus y contaminantes en aerosoles para aplicaciones que incluyen la determinación de la calidad de los alimentos, el control ambiental y el diagnóstico de enfermedades.

Se han publicado resultados relevantes en Analytical Chemistry , titulado "Análisis SERS ultrasensible de putrescina y cadaverina líquida y gaseosa mediante un sustrato poroso flexible decorado con nanoestructura similar a una roseta en 3D". + Explora más

Detección attomolar:Fabricación de sustrato de dispersión Raman mejorado en la superficie