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深圳先進院研發磁性拉曼檢測芯片用于食品安全和(hé)環境監測

時(shí)間(jiān):2017-04-13 16:43   來(lái)源:Admin5

近日,中國科學院深圳先進技(jì)術(shù)研究院李鵬輝、喻學鋒、羅茜等合作(zuò),成功開(kāi)發出一種磁性可(kě)移動拉曼增強(SERS)檢測芯片,實現了多(duō)種環境污染物的高(gāo)靈敏度快速檢測。相關論文Efficient Enrichment and Self-Assembly of Hybrid nanoparticles into Removable and Magnetic SERS Substrates for Sensitive Detection of Environmental Pollutants(《納米粒子高(gāo)效彙聚自組裝構建磁性可(kě)移動拉曼檢測芯片及其在環境污染物高(gāo)靈敏檢測中的應用》)發表于國際期刊ACS Applied Materials &Interfaces (DOI: 10.1021/acsami.6b16141, 論文第一作(zuò)者為(wèi)深圳先進院唐思瑩)。并且,團隊與深圳市農産品質量安全檢測檢驗中心合作(zuò),以相關技(jì)術(shù)制(zhì)定了深圳市标準“養殖水(shuǐ)中孔雀石綠的表面增強拉曼光譜快速檢測方法”一項。

  SERS檢測技(jì)術(shù)因其免标記、靈敏度高(gāo)、檢測速度快、無損等優點,在食品安全、生(shēng)命科學、環境監測等領域得(de)到廣泛應用。通(tōng)常,具有(yǒu)小(xiǎo)于10nm的窄間(jiān)隙的貴金屬納米結構表面的等離子體(tǐ)共振效應可(kě)以引起非常有(yǒu)效的SERS信号,而液滴揮發自組裝技(jì)術(shù)是一種可(kě)有(yǒu)效構建此種窄間(jiān)隙結構的三維超晶格貴金屬納米陣列的方法。課題組成員唐思瑩、李鵬輝和(hé)李泳等利用這一技(jì)術(shù),成功制(zhì)備了一種磁性可(kě)移動的SERS芯片,并實現了孔雀石綠、福美雙、敵草快、多(duō)環芳烴等農藥和(hé)環境污染物分子的高(gāo)靈敏度檢測。通(tōng)過在多(duō)孔的特富龍薄膜表面構建的超潤滑基底,使得(de)液滴內(nèi)的金納米棒和(hé)磁性四氧化三鐵(tiě)納米粒子在液滴揮發過程中高(gāo)效聚集和(hé)自組裝,得(de)到可(kě)以脫離基底、在磁場(chǎng)下可(kě)控移動的三維超晶格結構。這種SERS芯片一方面由于高(gāo)度有(yǒu)序排列的金納米棒形成等離子體(tǐ)超晶格結構使其具有(yǒu)高(gāo)靈敏度和(hé)高(gāo)探測極限的優異SERS性能,檢測極限可(kě)低(dī)至納摩爾級别;另一方面由于其具有(yǒu)磁性,而能從複雜分析物中快速分離,此種SERS芯片适用于環境污染物的實地快速分析檢測,拓寬SERS芯片在環境監測中的應用範疇。

  課題組近年來(lái)在SERS檢測芯片構建和(hé)SERS檢測技(jì)術(shù)方向開(kāi)展深入研究,在食品安全和(hé)環境污染物檢測等領域取得(de)了多(duō)項突破性進展(ACS Applied Materials & Interfaces, 2015, 7: 5391; Advanced Materials, 2016: 28: 2511,封面文章),并申請(qǐng)相關發明(míng)專利5項。這些(xiē)研究成果不僅可(kě)以實現高(gāo)靈敏低(dī)成本SERS檢測芯片的大(dà)規模制(zhì)備,更重要的是為(wèi)食品安全檢測和(hé)環境監測等領域提供了可(kě)靠的快速光學檢測技(jì)術(shù)。

  上(shàng)述研究受到國家(jiā)自然科學基金、廣東省自然科學基金、深圳市科創委基礎布局項目等資助。