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拉曼光譜研究收獲新突破 西安交大發(fā)表新成果

2024-03-05 09:32:48來源:化工儀器網(wǎng)關(guān)鍵詞:光譜閱讀量:1306
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  拉曼光譜是一種基于拉曼效應(yīng)的無損分析技術(shù),通過拉曼光譜,可以分析物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)、相和形態(tài)、結(jié)晶度及分子相互作用的詳細(xì)信息。
 
  所謂拉曼效應(yīng),指的是光波在被散射后頻率發(fā)生變化的現(xiàn)象。激光光源的高強(qiáng)度入射光被分子散射時,大多數(shù)散射光與入射激光具有相同的波長(顏色),這種散射稱為瑞利散射。然而,還有極小一部分(大約1/109)散射光的波長(顏色)與入射光不同,其波長的改變由測試樣品(所謂散射物質(zhì))的化學(xué)結(jié)構(gòu)所決定,這部分散射光稱為拉曼散射。
 
  由于不同物質(zhì)的拉曼光譜不同,因此它就像是材料的化學(xué)指紋,通過比對就可以快速的確定材料的種類,從而完成物質(zhì)分析的的工作。也正因?yàn)槿绱耍诤罄m(xù)的發(fā)展中,拉曼光譜也不斷的實(shí)現(xiàn)技術(shù)上的突破,并誕生了表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)和單分子表面增強(qiáng)拉曼散射(SM-SERS)等更深層次的無損檢測技術(shù)。
 
  不過隨著技術(shù)的發(fā)展,相關(guān)的問題也隨之產(chǎn)生,其中也包括了SERS以及SM-SERS在商業(yè)檢測中信號無法實(shí)現(xiàn)高度可重復(fù)、均勻、穩(wěn)定的缺陷。甚至在這些缺陷的影響下,SERS以及SM-SERS在單分子及衡量分子水平檢測上并沒有達(dá)到預(yù)期的效果,盡管SM-SERS技術(shù)的檢測能力已經(jīng)具備了超靈敏的單分子水平。
 
  而就在最近,西安交通大學(xué)生命學(xué)院方吉祥教授團(tuán)隊(duì)在相關(guān)研究上收獲了突破,他們在早期表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)和單分子表面增強(qiáng)拉曼散射(SM-SERS)研究基礎(chǔ)上得到進(jìn)展,提出了限域增強(qiáng)拉曼光譜(Confined-Enhanced Raman Spectroscopy,簡稱CERS)以及避免SM-SERS閃爍信號的新機(jī)制。目前相關(guān)論文已經(jīng)發(fā)表在《納米快報(bào)》(NANO LETTERS)上。
 
  論文中提到,SM-SERS的發(fā)現(xiàn)在1997年重新點(diǎn)燃了業(yè)內(nèi)對于拉曼光譜的興趣,但是其呈現(xiàn)出的“on and off”時序波動現(xiàn)象卻讓SM-SERS在實(shí)際應(yīng)用中變得非常不利。而方吉祥教授團(tuán)隊(duì)針對這個問題,采取在銀、金甚至其他等離激元納米材料表面原位構(gòu)建一個活性的封裝殼層作為解決方法。活性封裝殼層可以限域并錨定待測分子于等離激元納米粒子表面,從而避免分子發(fā)生吸附-解吸附行為,進(jìn)而避免了閃爍信號的出現(xiàn)。論文內(nèi)容可以在ACS Publications查閱。
 
  值得一提的是,該研究成果有利于拉曼光譜更好的被用于醫(yī)療、化工等領(lǐng)域,也有望為拉曼光譜未來的發(fā)展提供重要的理論基礎(chǔ)。
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