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長春光機所提出波導耦合表面等離子體共振增強SERS方法

2020-06-29 長春光學精密機械與物理研究所
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  近日,中國科學院長春光學精密機械與物理研究所应用光学國家重點實驗室科研人员,在The Journal of Physical Chemistry C上發表題爲Surface Plasmon Field-Enhanced Raman Scattering Based on Evanescent Field Excitation of Waveguide-Coupled Surface Plasmon Resonance Configuration的研究論文,論文被选为封面文章(DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b11018)。

  研究人員構建了一套能夠同時測量表面等離子體共振(SPR)信號以及表面增強拉曼散射(SERS)信號的SPR-SERS顯微拉曼光譜儀。該研究中的SPR-SERS顯微拉曼光譜儀,以表面等離子體共振爲基礎,集成SPR技術與SERS技術,可以同時檢測同一微區的SPR信號以及SERS信號,並獲得金屬表面生物分子相互作用時的SPR曲線,以及金屬表面生物分子相互作用前後SERS光譜信息,用于實時、原位的分析生物分子相互作用時的外在變化以及生物分子內在結構的變化,將物理學、化學、分析科學以及工程技術等優勢結合起來,易于發展新型的多維表面增強光譜檢測和傳感技術。

  此外,该研究提出并制备了一种用于增强拉曼散射的波导耦合表面等离子体共振SERS基底,在SPR-SERS显微拉曼光谱仪上进行了实验验证。实验结果表明,该基底在SPR共振角下可以得到极强的SERS信号。该基底仅通过简单的蒸镀金属膜以及介质膜即可获得,且具有极强的SERS增强因子,增强因子达到6.2 × 10^7。该SERS基底制作简单、成本低,增强因子可以与通过复杂的工艺制备的纳米结构基底相媲美,促进SERS的应用及发展。

  该研究为拉曼散射信号的增强提供了新的方法,为SPR,SERS以及生物检测的研究及应用提供了新思路。研究工作得到国家自然科学基金、吉林省优秀青年基金、长春光机所曙光计划以及应用光学國家重點實驗室自主基金等的支持。

SPR-SERS顯微拉曼光譜儀示意圖

打印 責任編輯:侯茜

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