微-納結(jié)構(gòu)復合SERS基底及其應用研究共3篇

微-納結(jié)構(gòu)復合SERS基底及其應用研究共3篇微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底及其應用研究1微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底及其應用研究

表面增強拉曼散射（SERS）是一種基于化學吸附或電化學還原等現(xiàn)象引起的分子振動光譜增強效應，優(yōu)點在于具有高靈敏度、高選擇性和非破壞性等特點。SERS技術(shù)的廣泛應用需要有高靈敏度、穩(wěn)定可靠、可重復制備的SERS活性基底。微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底正是通過利用微納制備技術(shù)，將多種組分結(jié)合在一起，形成具有復雜三維結(jié)構(gòu)的SERS基底，從而進一步提升SERS信號增強效應和穩(wěn)定性，拓寬了SERS技術(shù)的應用范圍。

以金屬納米顆粒為例，單個金納米顆粒的SERS信號強度受襯底的粗糙度、形狀、材料等因素的影響較大，不易制備具有重復性的SERS基底。而通過微/納加工技術(shù)制備金屬微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底，則可以有效增強SERS信號，改善信號的穩(wěn)定性和可重復性。此外，由于金屬微/納結(jié)構(gòu)復合基底內(nèi)部結(jié)構(gòu)的粗糙程度遠遠高于平坦的金屬表面，因此導致了更多的局部電場增強和孔道效應，進一步提高了SERS信號的增強效應。

目前，已有許多微納結(jié)構(gòu)復合SERS基底的設計和制備工作。其中一個典型的例子是將納米顆粒與多孔二氧化硅、光子晶體或金屬氧化物相結(jié)合的SERS基底。通過自組裝或溶膠-凝膠法，可以制備出表面覆蓋有金/銀納米顆粒的多孔硅微球復合SERS基底。此類復合基底在極化當量基底下，SERS增強效應能夠被提高一個數(shù)量級。另外，也有研究人員通過制備兩個周期性結(jié)構(gòu)不同的金屬光子晶體，形成了表面存在金屬線條縫隙結(jié)構(gòu)的復合基底，既增強了局部電場效應和表面增強的光子效應，也實現(xiàn)了二級光輻射效應的增強。

利用微/納結(jié)構(gòu)復合基底的SERS技術(shù)在許多領(lǐng)域得到廣泛應用，如生化檢測、環(huán)境監(jiān)測、食品安全、藥物檢測等等。例如，在生物成像和分析領(lǐng)域，微/納結(jié)構(gòu)復合基底可用于增強單細胞或微生物內(nèi)部或細胞外圍的光譜信號，從而實現(xiàn)高效健康診斷與研究。此外，以復合基底作為表面增強拉曼散射檢測微小膠束、有機污染物、生命標志物等離子體，也成為一種新的閉環(huán)反應機制的檢測方法，對于環(huán)境和食品的檢測和監(jiān)測提供了幫助。

總之，微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底作為一種有效的表面增強拉曼散射技術(shù)工具，已被廣泛應用于多個領(lǐng)域，具有很高的應用價值。未來隨著微/納制備技術(shù)的不斷發(fā)展，繼續(xù)優(yōu)化微/納結(jié)構(gòu)復合基底的設計和制備，將推動更多的微納結(jié)構(gòu)復合SERS基底應用于真實的臨床和工業(yè)場景。微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底及其應用研究2近年來，表面增強拉曼散射(SurfaceEnhancedRamanScattering,SERS)技術(shù)因其在化學、生物等領(lǐng)域的廣泛應用而備受關(guān)注。其中作為SERS基底的材料發(fā)揮了至關(guān)重要的作用，而微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底以其高度靈敏的性能、良好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性而備受關(guān)注。

微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底的制備方法較多，包括溶液法、化學氣相沉積法、浸漬法、水熱合成法等多種方法。其中，用溶液法合成金/硅納米結(jié)構(gòu)基底是最常用的方法之一。在這種方法中，首先制備硅納米材料，然后通過還原劑將金納米粒子沉積在硅納米材料表面，最終形成金/硅復合結(jié)構(gòu)體。由于硅納米結(jié)構(gòu)的高大比表面積以及金納米結(jié)構(gòu)的表面增強效應，這種復合結(jié)構(gòu)體能夠?qū)崿F(xiàn)高度靈敏的SERS檢測。

創(chuàng)新型的微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底制備方法包括利用納米打孔技術(shù)、利用化學增強等離子體（ChemicalEnhancementPlasma）等方法。其中，利用納米打孔技術(shù)制備的復合基底被稱為“毛細結(jié)構(gòu)”，其由金膜包裹的有序排列的微米級金屬柱、納米級孔道和金納米顆粒組成。通過具有尖峰狀結(jié)構(gòu)的毛細結(jié)構(gòu)和表面增強效應的疊加作用，可以大大提高SERS效率，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)高選擇性的分子檢測。

除了制備方法的不同外，微納結(jié)構(gòu)復合SERS基底的應用研究也在不斷擴展。其應用領(lǐng)域包括化學分析、環(huán)境監(jiān)測、生物分析等多個領(lǐng)域。例如，利用微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底可以檢測飲用水中的污染物或排放的工業(yè)廢水中的有害物質(zhì)；同時還可以檢測生物樣本中的有機物、蛋白質(zhì)和核酸等生物分子。

綜上所述，微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底在SERS技術(shù)中具有很廣泛的應用前景和巨大的發(fā)展?jié)摿ΑｋS著其制備方法和應用研究的不斷豐富，相信其將會為更多領(lǐng)域的實際問題提供有效的解決方案。微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底及其應用研究3微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底及其應用研究

Raman光譜具有高靈敏度、高分辨率和非破壞性等優(yōu)點，因此被廣泛應用于化學、生物、物理等領(lǐng)域的分析研究中。然而，由于樣品分子的低濃度以及熒光干擾等問題，實際應用中Raman信號的強度較弱，難以被準確測量和分析。為了解決這些問題，表面增強拉曼散射（SERS）技術(shù)被提出。

SERS技術(shù)是通過在納米結(jié)構(gòu)表面引入納米顆粒，與樣品分子共同作用，從而產(chǎn)生強烈的SERS信號。因此，SERS技術(shù)可以提高信號強度，提高信噪比，從而在低濃度分析中提高靈敏度和準確性。

為了實現(xiàn)高效的SERS檢測，需要設計和制備具有高度表面增強效應的SERS基底。其中，微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底具有較好的增強效果。微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底可以提高金屬表面積，增強電磁場和熱效應；此外，微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底也可通過對納米結(jié)構(gòu)和材料的選擇來實現(xiàn)表面等效介電常數(shù)的調(diào)節(jié)，增加表面等效折射率，達到優(yōu)化基底結(jié)構(gòu)的效果。

目前，常見的微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底主要有以下幾種：金屬納米顆粒／二維納米陣列結(jié)構(gòu)、金屬納米色心結(jié)構(gòu)、金屬納米芯殼結(jié)構(gòu)、金屬納米多層結(jié)構(gòu)等。這些基底不僅可以應用于單一分析物的檢測，還可以通過與功能分子穩(wěn)定的復合來實現(xiàn)多目標檢測，具有廣泛的應用前景。

另外，微/納結(jié)構(gòu)復合SERS基底還可以與其他分析技術(shù)和分析方法相結(jié)合，實現(xiàn)更高效、更精確的分析。例如，與化學計量分析等組合，不但可以提高測定的準確性，同時還能減小非特異性干擾，增加靈敏度；與化學顯