Dit protocol beschrijft een fabricagemethode voor een flexibel substraat voor oppervlakteversterkte Raman-verstrooiing. Deze methode is gebruikt bij de succesvolle detectie van lage concentraties R6G en Thiram.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
Fabricage van op polydimethylsiloxaan (PDMS) gebaseerd flexibel oppervlakteversterkt Raman-verstrooiingssubstraat (SERS) voor ultragevoelige detectie
In dit artikel
Samenvatting
Samenvatting
Dit artikel presenteert een fabricagemethode voor een flexibel substraat dat is ontworpen voor Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS). Zilveren nanodeeltjes (AgNP's) werden gesynthetiseerd door middel van een complexatiereactie met zilvernitraat (AgNO3) en ammoniak, gevolgd door reductie met behulp van glucose. De resulterende AgNP's vertoonden een uniforme grootteverdeling variërend van 20 nm tot 50 nm. Vervolgens werd 3-aminopropyltriethoxysilaan (APTES) gebruikt om een PDMS-substraat te modificeren dat aan het oppervlak was behandeld met zuurstofplasma. Dit proces vergemakkelijkte de zelfassemblage van AgNP's op het substraat. Een systematische evaluatie van de impact van verschillende experimentele omstandigheden op de prestaties van het substraat leidde tot de ontwikkeling van een SERS-substraat met uitstekende prestaties en een Enhanced Factor (EF). Door gebruik te maken van dit substraat werden indrukwekkende detectielimieten van 10-10 M voor R6G (Rhodamine 6G) en 10-8 M voor Thiram bereikt. Het substraat werd met succes gebruikt voor het detecteren van residuen van bestrijdingsmiddelen op appels, wat zeer bevredigende resultaten opleverde. Het flexibele SERS-substraat heeft een groot potentieel voor toepassingen in de echte wereld, waaronder detectie in complexe scenario's.
Inleiding
Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS), als een type Raman-verstrooiing, biedt de voordelen van hoge gevoeligheid en zachte detectieomstandigheden, en kan zelfs detectie van één molecuul bereiken 1,2,3,4. Metalen nanostructuren, zoals goud en zilver, worden meestal gebruikt als SERS-substraten om stofdetectie mogelijk te maken 5,6. Verbetering van elektromagnetische koppeling op nanogestructureerde oppervlakken speelt een belangrijke rol in SERS-toepassingen. Metallische nanostruct....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Protocol
1. Synthese van nanodeeltjes
- Bereiding van zilvernitraatoplossing
- Meet met een precisieweegschaal 0,0017 g zilvernitraat van AR-kwaliteit (AgNO3, zie materiaaltabel) af en voeg dit toe aan 10 ml gedeïoniseerd (DI) water. Roer het mengsel tot een 10-3 mol/L AgNO3-oplossing .
- Bereiding van het zilver-ammoniakcomplex
- Neem 1 ml ammoniakwater van AR-kwaliteit (NH3. H2O, zie Materiaaltabel) met behulp van een injectiespuit en voeg deze al roerend druppelsgewijs toe aan de zilvernitraatoplossing. Stop de druppelsgewijze toevo....
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Resultaten
In deze studie werd een flexibel SERS-substraat ontwikkeld dat bestaat uit synthetische AgNP's gewikkeld in glucose en zelf geassembleerd op PDMS met behulp van APTES, waardoor uitstekende detectieprestaties worden behaald voor praktische toepassingen voor de detectie van pesticiden. De detectielimieten voor R6G en Thiram werden beide bereikt op respectievelijk 10-10 M en 10-8 M, met een Enhancement Factor (EF) van 1 x 10 5. Bovendien vertoonde de ondergrond uniformiteit.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Discussie
In deze studie werd een flexibel SERS-substraat geïntroduceerd, dat AgNP's door middel van chemische modificatie aan PDMS bond en uitstekende prestaties bereikte. Tijdens de deeltjessynthese, met name in de synthese van het zilverammoniakcomplex (stap 1.2), speelt de kleur van de oplossing een cruciale rol. Het druppelsgewijs toevoegen van ammoniakwater kan de synthesekwaliteit van AgNP's nadelig beïnvloeden, wat mogelijk kan leiden tot mislukte detectieresultaten. Tijdens het syntheseproces moet aandacht worden besteed .......
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Openbaarmakingen
De auteurs verklaren dat er geen sprake is van belangenverstrengeling.
Dankbetuigingen
Het onderzoek wordt ondersteund door de National Natural Science Foundation of China (Grant No. 61974004 and 61931018), evenals het National Key R&D Program of China (Grant No. 2021YFB3200100). De studie erkent het Electron Microscopy Laboratory van de Universiteit van Peking voor het bieden van toegang tot elektronenmicroscopen. Bovendien strekt het onderzoek zich uit dankzij Ying Cui en de School of Earth and Space Science van de Universiteit van Peking voor hun hulp bij Raman-metingen.
....Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Materialen
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Ammonia (NH3.H2O, 25%) | Beijing Chemical Works | ||
| APTES (98%) | Beyotime | ST1087 | |
| BD-20AC Laboratory Chrona Treater | Electro-Technic Products Inc. | 12051A | |
| D-glucose | Beijing Chemical Works | ||
| Environmental Scanning electron microscope (ESEM) | FEI | QUANTA 250 | |
| Raman microscope | Horiba JY | LabRAM HR Evolution | |
| Rhodamine 6G | Beijing Chemical Works | ||
| Silicone Elastomer Base and Silicone Elastomer Curing Agent | Dow Corning Corporation | SYLGARD 184 | |
| Silver nitrate | Beijing Chemical Works | ||
| Thiram (C6H12N2S2, 99.9%) | Beijing Chemical Works |
Referenties
- Zheng, F., Ke, W., Shi, L., Liu, H., Zhao, Y. Plasmonic Au-Ag janus nanoparticle engineered ratiometric surface-enhanced Raman scattering aptasensor for ochratoxin A detection. Analytical Chemistry. 91 (18), 11812-11820 (2019).
- Zhou, L., et al.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Herprints en machtigingen
