近期，中科院合肥物質(zhì)院固體所納米材料與器件技術(shù)研究部團隊在貴金屬自組裝陣列的研究中取得了新進(jìn)展，合成了以多孔Au@AuAg納米棒為陣列基元的高通量傳感器，并探究了其在近紅外波段（NIR）的表面增強拉曼散射（SERS）性能，相關(guān)研究成果以“High-throughput surface-enhanced Raman scattering sensors for near-infrared detection of biochemical molecules”為題發(fā)表在Journal of Materials Chemistry C (J. Mater. Chem. C, 2023, DOI: 10.1039/D2TC05542B) 上。

生物化學(xué)分子的不當(dāng)使用會導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境問題，因此迫切需要尋求一種低成本的檢測生物化學(xué)分子的傳感器?；赟ERS檢測的傳感器因其高靈敏度和特異性而受到廣泛關(guān)注，但其受到低利用率和高成本的限制，無法進(jìn)一步實際應(yīng)用。

鑒于此，研究人員將噴墨打印技術(shù)與等離子體金屬納米顆粒相結(jié)合，開發(fā)了一種高通量、高靈敏度的NIR-SERS生化傳感器(HNIR-SERS傳感器)。首先利用壓印技術(shù)制造了網(wǎng)格基板，其中分離的區(qū)域呈典型的立方排列；再將多孔Au@AuAg納米棒(NRs)作為組裝單元，通過噴墨打印將其組裝在基板上，形成HNIR-SERS傳感器。研究發(fā)現(xiàn)，這種新型HNIR-SERS傳感器可以在一個襯底中實現(xiàn)多生化分子的高靈敏度檢測。例如，該HNIR-SERS傳感器能夠有效檢測4-氨基苯硫酚(4-ATP)和羅丹明6G (R6G)， 4-ATP的增強因子高達(dá)108。該工作為實現(xiàn)高通量、低成本的NIR-SERS傳感器提供了一種有效的方法，為推動NIR-SERS傳感器在拉曼檢測芯片中的實際應(yīng)用提供了依據(jù)。

上述工作得到了國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金、重大專項和中科院儀器專項等項目的支持。

全文鏈接：https://doi.org/10.1039/D2TC05542B

圖1. 多孔Au@AuAg納米棒的(a)合成示意圖、(b)SEM圖、(c)TEM圖、(d)STEM-HAADF及其元素分布圖。

圖2. (a)HNIR-SERS傳感器的制備示意圖；(b-d)多孔Au@AuAg納米棒陣列的SEM圖。

圖3. (a)加入10-6 M濃度的4-ATP處理后的多孔Au@AuAg納米棒及其前驅(qū)體的拉曼光譜圖；(b) HNIR-SERS傳感器的拉曼測試示意圖；(c) HNIR-SERS傳感器在加入10-8 M濃度的不同待測分子后的拉曼光譜圖；(d) HNIR-SERS傳感器在加入不同濃度梯度的4-ATP的拉曼光譜圖。