Name: Fabricação de substrato Raman Flexível Surface-Enhanced Raman (SERS) à base de polidimetilsiloxano (PDMS) para detecção ultrassensível (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2023-11-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 3 min 33 s
Description: Aprenda a fabricar substratos SERS flexíveis à base de PDMS para detecção ultrassensível de compostos como R6G e Thiram. Este método simplifica a síntese de nanopartículas de prata sem condições experimentais complexas.

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A pesquisa é apoiada pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (Grant No. 61974004 e 61931018), bem como pelo National Key R&D Program of China (Grant No. 2021YFB3200100). O estudo reconhece o Laboratório de Microscopia Eletrônica da Universidade de Pequim por fornecer acesso a microscópios eletrônicos. Além disso, a pesquisa se estende graças a Ying Cui e à Escola de Ciências da Terra e do Espaço da Universidade de Pequim por sua assistência nas medições Raman.

1. Síntese de nanopartículas
<ol><li>Preparação de solução de nitrato de prata<ol><li>Usando uma balança de pesagem de precisão, meça 0,0017 g de nitrato de prata grau AR, (AgNO3, ver Tabela de Materiais) e adicione-o a 10 mL de água deionizada (DI). Agite a mistura para criar uma solução de AgNO 3 10-3 mol/L.</li>
	</ol></li>
	<li>Preparação do complexo prata-amônia<ol><li>Tomar 1 mL de água de amônia grau AR (NH3. H2O, ver Tabela de Materiais) usando uma seringa, e adicioná-la gota a gota na solução de nitrato de prata enquanto agita. Pare a adição gota a gota quando a solução ficar clara.</li>
	</ol></li>
	<li>Preparo da solução de glicose<ol><li>Usando uma balança de pesagem precisa, meça 0,36 g de pó de glicose grau AR, (ver Tabela de Materiais) e adicione-o a 10 mL de água DI. Mexa bem a mistura para criar uma solução de glicose 0,2 M.</li>
	</ol></li>
	<li>Síntese de nanopartículas de prata (AgNPs)<ol><li>Utilizar uma pistola de pipetas para adicionar 30 μL do complexo prata-amoníaco (preparado no passo 1.2) à solução de glicose (preparada no passo 1.3) a intervalos de 30 minutos. Repita este processo 4-6 vezes enquanto mexe até que a solução fique amarela.</li>
	</ol></li>
</ol>2. Preparação de substratos flexíveis
<ol><li>Preparação do substrato PDMS<ol><li>Para sintetizar o substrato PDMS, pegue aproximadamente 5 g de solução de PDMS A e adicione solução B (de um kit disponível comercialmente, consulte Tabela de Materiais) na proporção de 1:10.</li>
		<li>Mexa e misture bem as soluções PDMS A e B.</li>
		<li>Transfira o PDMS misturado para um prato quadrado e leve ao forno a 80 °C por 2 h.</li>
		<li>Após a cura pelo processo acima, use um bisturi para cortar o PDMS ao longo da grade escura da placa de Petri, criando pequenos cubos de PDMS com dimensões de aproximadamente 1 cm x 1 cm.</li>
	</ol></li>
	<li>Modificação de superfície<ol><li>Submeter as pequenas peças de PDMS acima mencionadas ao tratamento com plasma. Use um processador de plasma portátil (consulte a Tabela de Materiais) e mova-o para frente e para trás aproximadamente 5-10 cm acima da superfície do PDMS para realizar o tratamento de plasma de superfície.</li>
		<li>Utilizar o processador de plasma para modificar a superfície, induzindo a formação de grupos hidroxila na superfície do PDMS, tornando-a hidrofílica27.</li>
	</ol></li>
	<li>Modificação com APTES<ol><li>Preparar uma solução APTES a 10% (ver Tabela de Materiais).</li>
		<li>Imergir o PDMS modificado superficialmente obtido na etapa 2.2 na solução APTES e deixá-lo descansar por 10 h. Isso permite que o APTES se ligue aos grupos hidroxila na superfície do PDMS.</li>
	</ol></li>
	<li>Automontagem de AgNPs<ol><li>Imergir o substrato PDMS obtido na etapa 2.3 na solução de AgNPs sintetizada na etapa 1.4 por 10 h. Isso auto-monta as AgNPs no substrato PDMS, criando o substrato final flexível de detecção de SERS.</li>
	</ol></li>
</ol>

Fabricação de substrato flexível para detecção de SERS de R6G e tirame

<ol><li>Zheng, F., Ke, W., Shi, L., Liu, H., Zhao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Plasmonic+Au-Ag+janus+nanoparticle+engineered+ratiometric+surface-enhanced+Raman+scattering+aptasensor+for+ochratoxin+A+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Plasmonic Au-Ag janus nanoparticle engineered ratiometric surface-enhanced Raman scattering aptasensor for ochratoxin A detection.</a> Analytical Chemistry. 91 (18), 11812-11820 (2019).</li>
<li>Zhou, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Size-tunable+gold+aerogels%3A+a+durable+and+misfocus-tolerant+3D+substrate+for+multiplex+SERS+detection%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Optical+Materials%22%5BJournal%5D)">Size-tunable gold aerogels: a durable and misfocus-tolerant 3D substrate for multiplex SERS detection.</a> Advanced Optical Materials. 9 (17), 2100352(2021).</li>
<li>Fan, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+oxide+and+shape-controlled+silver+nanoparticle+hybrids+for+ultrasensitive+single-particle+surface-enhanced+Raman+scattering+%28SERS%29+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Graphene oxide and shape-controlled silver nanoparticle hybrids for ultrasensitive single-particle surface-enhanced Raman scattering (SERS) sensing.</a> Nanoscale. 6 (9), 4843-4851 (2014).</li>
<li>Xu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene-veiled+gold+substrate+for+surface-enhanced+Raman+spectroscopy%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Graphene-veiled gold substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy.</a> Advanced Materials. 25 (6), 928-933 (2013).</li>
<li>Li, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene-coated+Si+nanowires+as+substrates+for+surface-enhanced+Raman+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Surface+Science%22%5BJournal%5D)">Graphene-coated Si nanowires as substrates for surface-enhanced Raman scattering.</a> Applied Surface Science. 541, 0169-4332 (2021).</li>
<li>Chin, C. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High+sensitivity+enhancement+of+multi-shaped+silver-nanoparticle-decorated+hydrophilic+PVDF-based+SERS+substrates+using+solvating+pretreatment%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators%3A+B.+Chemistry%22%5BJournal%5D)">High sensitivity enhancement of multi-shaped silver-nanoparticle-decorated hydrophilic PVDF-based SERS substrates using solvating pretreatment.</a> Sensors and Actuators: B. Chemistry. 347, 130614(2021).</li>
<li>Volpe, G., Noack, M., Acimovic, S. S., Reinhardt, C., Quidant, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Near-field+mapping+of+plasmonic+antennas+by+multiphoton+absorption+in+poly%28methyl+methacrylate%29%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Near-field mapping of plasmonic antennas by multiphoton absorption in poly(methyl methacrylate).</a> Nano Letters. 12 (9), 4864-4868 (2012).</li>
<li>Novikov, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fractal+shaped+periodic+metal+nanostructures+atop+dielectric-metal+substrates+for+SERS+applications%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Photonics%22%5BJournal%5D)">Fractal shaped periodic metal nanostructures atop dielectric-metal substrates for SERS applications.</a> ACS Photonics. 7 (7), 1708-1715 (2020).</li>
<li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((300+mm+wafer-level%2C+ultra-dense+arrays+of+Au-capped+nanopillars+with+sub-10+nm+gaps+as+reliable+SERS+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">300 mm wafer-level, ultra-dense arrays of Au-capped nanopillars with sub-10 nm gaps as reliable SERS substrates.</a> Nanoscale. 6 (21), 12391-12396 (2014).</li>
<li>Mecker, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+melamine+detection+in+multiple+sample+matrices+with+a+portable+Raman+instrument+using+surface-enhanced+Raman+spectroscopy-active+gold+nanoparticles%5BTitle%5D)+AND+%22Analytica+Chimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Selective melamine detection in multiple sample matrices with a portable Raman instrument using surface-enhanced Raman spectroscopy-active gold nanoparticles.</a> Analytica Chimica Acta. 733, 48-55 (2012).</li>
<li>Shao, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((PLLA+nanofibrous+paper-based+plasmonic+substrate+with+tailored+hydrophilicity+for+focusing+SERS+detection%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">PLLA nanofibrous paper-based plasmonic substrate with tailored hydrophilicity for focusing SERS detection.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 7, 5391-5399 (2015).</li>
<li>Chen, Y. M., Ge, F. Y., Guang, S. Y., Cai, Z. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Low-cost+and+large-scale+flexible+SERS-cotton+fabric+as+a+wipe+substrate+for+surface+trace+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Surface+Science%22%5BJournal%5D)">Low-cost and large-scale flexible SERS-cotton fabric as a wipe substrate for surface trace analysis.</a> Applied Surface Science. 436, 111-116 (2018).</li>
<li>Yang, L., Zhen, S. J., Li, Y. F., Huang, C. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+nanoparticles+deposited+on+graphene+oxide+for+ultrasensitive+surface-enhanced+Raman+scattering+immunoassay+of+cancer+biomarker%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Silver nanoparticles deposited on graphene oxide for ultrasensitive surface-enhanced Raman scattering immunoassay of cancer biomarker.</a> Nanoscale. 10, 11942-11947 (2018).</li>
<li>Creedon, N. C., Lovera, P., Furey, A., O'Riordan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transparent+polymer-based+SERS+substrates+templated+by+a+soda+can%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators%2C+B%22%5BJournal%5D)">Transparent polymer-based SERS substrates templated by a soda can.</a> Sensors and Actuators, B. 259, 64-74 (2018).</li>
<li>Shiohara, A., Langer, J., Polavarapu, L., Marzan, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution+processed+polydimethylsiloxane%2Fgold+nanostar+flexible+substrates+for+plasmonic+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale%22%5BJournal%5D)">Solution processed polydimethylsiloxane/gold nanostar flexible substrates for plasmonic sensing.</a> Nanoscale. 6, 9817-9823 (2014).</li>
<li>Guo, H. Y., Jiang, D., Li, H. B., Xu, S. P., Xu, W. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+efficient+construction+of+silver+nanosphere+dimers+on+poly+%28dimethylsiloxane%29+sheets+for+surface-enhanced+Raman+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Physical+Chemistry+C%22%5BJournal%5D)">Highly efficient construction of silver nanosphere dimers on poly (dimethylsiloxane) sheets for surface-enhanced Raman scattering.</a> Journal of Physical Chemistry C. 117, 564-570 (2013).</li>
<li>Park, S., Lee, J., Ku, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transparent+and+flexible+surface-enhanced+Raman+scattering+%28SERS%29+sensors+based+on+gold+nanostar+arrays+embedded+in+silicon+rubber+film%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Transparent and flexible surface-enhanced Raman scattering (SERS) sensors based on gold nanostar arrays embedded in silicon rubber film.</a> ACS Applied Materials Interfaces. 9, 44088-44095 (2017).</li>
<li>Li, L. M., Chin, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+fabrication+of+a+flexible+and+transparent+Ag+nanocubes%40+PDMS+film+as+a+SERS+substrate+with+high+performance%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+%26+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Rapid fabrication of a flexible and transparent Ag nanocubes@ PDMS film as a SERS substrate with high performance.</a> ACS Applied Materials & Interfaces. 12 (33), 37538-37548 (2020).</li>
<li>Yang, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+detection+using+two-dimensional+shell-isolated+nanoparticle+film%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Raman+Spectroscopy%22%5BJournal%5D)">Quantitative detection using two-dimensional shell-isolated nanoparticle film.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 48, 919-924 (2017).</li>
<li>Fortuni, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+situ+synthesis+of+Au-shelled+Ag+nanoparticles+on+PDMS+for+flexible%2C+long-life%2C+and+broad+spectrum-sensitive+SERS+substrates%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Communications%22%5BJournal%5D)">In situ synthesis of Au-shelled Ag nanoparticles on PDMS for flexible, long-life, and broad spectrum-sensitive SERS substrates.</a> Chemical Communications. 53 (82), 11298-11301 (2017).</li>
<li>Wu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Graphene+oxide+scroll+meshes+prepared+by+molecular+combing+for+transparent+and+flexible+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials+Technologies%22%5BJournal%5D)">Graphene oxide scroll meshes prepared by molecular combing for transparent and flexible electrodes.</a> Advanced Materials Technologies. 2 (2), 1600231(2017).</li>
<li>Li, Z. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Silver+nanowire-templated+molecular+nanopatterning+and+nanoparticle+assembly+for+surface-enhanced+Raman+scattering%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry-A+European+Journal%22%5BJournal%5D)">Silver nanowire-templated molecular nanopatterning and nanoparticle assembly for surface-enhanced Raman scattering.</a> Chemistry-A European Journal. 25 (45), 10561-10565 (2019).</li>
<li>Zhan, H. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transfer+printing+for+preparing+nanostructured+PDMS+film+as+flexible+SERS+active+substrate%5BTitle%5D)+AND+%22Composites+Part+B%3A+Engineering%22%5BJournal%5D)">Transfer printing for preparing nanostructured PDMS film as flexible SERS active substrate.</a> Composites Part B: Engineering. 84, 222-227 (2016).</li>
<li>West, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Searching+for+better+plasmonic+materials%5BTitle%5D)+AND+%22Laser+%26+Photonics+Reviews%22%5BJournal%5D)">Searching for better plasmonic materials.</a> Laser & Photonics Reviews. 4, 795-808 (2010).</li>
<li>Anastassiades, M., Lehotay, S. J., Štajnbaher, d, Schenck, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fast+and+easy+multiresidue+method+employing+acetonitrile+extraction%2Fpartitioning+and+%26%2334%3Bdispersive+solid-phase+extraction%26%2334%3B+for+the+determination+of+pesticide+residues+in+produce%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+AOAC+International%22%5BJournal%5D)">Fast and easy multiresidue method employing acetonitrile extraction/partitioning and &#34;dispersive solid-phase extraction&#34; for the determination of pesticide residues in produce.</a> Journal of AOAC International. 86 (2), 412-431 (2003).</li>
<li>A green chemistry synthesis of Ag nanoparticles and their concentrated distribution on PDMS elastomer film for more sensitive SERS detection. Zhu, J., et al. 2017 19th International Conference on Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems (TRANSDUCERS), , (2017).</li>
<li>Damalas, C. A., Eleftherohorinos, I. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pesticide+exposure%2C+safety+issues%2C+and+risk+assessment+indicators%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Environmental+Research+and+Public+Health%22%5BJournal%5D)">Pesticide exposure, safety issues, and risk assessment indicators.</a> International Journal of Environmental Research and Public Health. 8 (5), 1402-1419 (2011).</li>
<li>Zannotti, M., Rossi, A., Giovannetti, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SERS+activity+of+silver+nanosphere%2C+triangular+nanoplates%2C+hexagonal+nanoplates+and+quasi-spherical+nanoparticles%3A+effect+of+shape+and+morphology%5BTitle%5D)+AND+%22Coatings%22%5BJournal%5D)">SERS activity of silver nanosphere, triangular nanoplates, hexagonal nanoplates and quasi-spherical nanoparticles: effect of shape and morphology.</a> Coatings. 10, 288(2020).</li>
<li>Zhu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Large-scale+fabrication+of+ultrasensitive+and+uniform+surface-enhanced+Raman+scattering+substrates+for+the+trace+detection+of+pesticides%5BTitle%5D)+AND+%22Nanomaterials%22%5BJournal%5D)">Large-scale fabrication of ultrasensitive and uniform surface-enhanced Raman scattering substrates for the trace detection of pesticides.</a> Nanomaterials. 8 (7), 520(2018).</li>
<li>Lu, H., Zhu, L., Zhang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mixing+assisted+%26%2334%3Bhot+spots%26%2334%3B+occupying+SERS+strategy+for+highly+sensitive+in+situ+study%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Mixing assisted &#34;hot spots&#34; occupying SERS strategy for highly sensitive in situ study.</a> Analytical Chemistry. 90 (7), 4535-4543 (2018).</li>
<li>Mao, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microfluidic+surface-enhanced+Raman+scattering+sensors+based+on+nanopillar+forests+realized+by+an+oxygen-plasma-stripping-of-photoresist+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Microfluidic surface-enhanced Raman scattering sensors based on nanopillar forests realized by an oxygen-plasma-stripping-of-photoresist technique.</a> Small. 10 (1), 127-134 (2014).</li>
<li>Zhang, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Small+and+sharp+triangular+silver+nanoplates+synthesized+utilizing+tiny+triangular+nuclei+and+their+excellent+SERS+activity+for+selective+detection+of+Thiram+residue+in+soil%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Small and sharp triangular silver nanoplates synthesized utilizing tiny triangular nuclei and their excellent SERS activity for selective detection of Thiram residue in soil.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 9, 17387-17398 (2017).</li>
<li>Zhu, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+dithiocarbamate+pesticides+with+a+spongelike+surface-enhanced+raman+scattering+substrate+made+of+reduced+graphene+oxide-wrapped+silver+nanocubes%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Detection of dithiocarbamate pesticides with a spongelike surface-enhanced raman scattering substrate made of reduced graphene oxide-wrapped silver nanocubes.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 9, 39618-39625 (2017).</li>
<li>Zhu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Highly+sensitive+and+label-free+determination+of+thiram+residue+using+surface-enhanced+Raman+spectroscopy+%28SERS%29+coupled+with+paper-based+microfluidics%5BTitle%5D)+AND+%22Analytical+Methods%22%5BJournal%5D)">Highly sensitive and label-free determination of thiram residue using surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) coupled with paper-based microfluidics.</a> Analytical Methods. 9, 6186-6193 (2017).</li>
<li>Yu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gold-nanorod-coated+capillaries+for+the+SERS-based+detection+of+Thiram%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Nano+Materials%22%5BJournal%5D)">Gold-nanorod-coated capillaries for the SERS-based detection of Thiram.</a> ACS Applied Nano Materials. 2 (1), 598-606 (2019).</li>
<li>Zhang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+and+non-invasive+surface-enhanced+Raman+spectroscopy+%28SERS%29+detection+of+chlorpyrifos+in+fruits+using+disposable+paper-based+substrates+charged+with+gold+nanoparticle%2Fhalloysite+nanotube+composites%5BTitle%5D)+AND+%22Mikrochim+Acta%22%5BJournal%5D)">Rapid and non-invasive surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) detection of chlorpyrifos in fruits using disposable paper-based substrates charged with gold nanoparticle/halloysite nanotube composites.</a> Mikrochim Acta. 189, 189-197 (2022).</li>
<li>Lee, C. H., Tian, L., Singamaneni, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Paper-based+SERS+swab+for+rapid+trace+detection+on+real-world+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Materials+and+Interfaces%22%5BJournal%5D)">Paper-based SERS swab for rapid trace detection on real-world surfaces.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 2, 3429-3435 (2010).</li>
<li>Cheng, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drug+preconcentration+and+direct+quantification+in+biofluids+using+3D-printed+paper+cartridge%5BTitle%5D)+AND+%22Biosensors+and+Bioelectronics%22%5BJournal%5D)">Drug preconcentration and direct quantification in biofluids using 3D-printed paper cartridge.</a> Biosensors and Bioelectronics. 189, 113266-113277 (2021).</li>
</ol>

Os autores declaram não haver conflitos de interesse.

Neste estudo, foi introduzido um substrato SERS flexível, que ligou AgNPs ao PDMS através de modificação química e obteve excelente desempenho. Durante a síntese de partículas, especificamente na síntese do complexo amônia de prata (etapa 1.2), a cor da solução desempenha um papel crucial. A adição de muita água de amônia em gotas pode afetar adversamente a qualidade da síntese de AgNPs, potencialmente levando a resultados de detecção malsucedidos. Deve-se atentar para a modificação do substrato (etapa 2.2) durante o pro...

O espalhamento Raman aprimorado por superfície (SERS), como um tipo de espalhamento Raman, oferece as vantagens de alta sensibilidade e condições de detecção suaves, podendo até mesmo alcançar a detecção de uma única molécula 1,2,3,4. Nanoestruturas metálicas, como ouro e prata, são tipicamente usadas como substratos SERS para permitir a detecção de substâncias 5,6. O aprimoramento do acoplamento eletromagnético em superfícies nanoestruturadas desempenha um papel significativo em aplicações de SERS. Nanoestruturas metálicas com tamanhos, formas, distâncias interpartículas e composições variadas podem se agregar para criar inúmeros "hotspots" gerando intensos campos eletromagnéticos devido a ressonâncias localizadas de plásmons de superfície 7,8. Muitos estudos têm desenvolvido nanopartículas metálicas com diferentes morfologias como substratos do SERS, demonstrando sua eficácia na obtenção do realce do SERS 9,10.
Substratos SERS flexíveis encontram amplas aplicações, com nanoestruturas capazes de produzir efeitos SERS depositados em substratos flexíveis para facilitar a detecção direta em superfícies curvas. Substratos flexíveis SERS são empregados para detectar e coletar analitos em superfícies irregulares, não planas ou curvas. Os substratos flexíveis SERS comuns incluem fibras, filmes poliméricos e filmes de óxido de grafeno11,12,13,14. Dentre eles, o polidimetilsiloxano (PDMS) é um dos materiais poliméricos mais utilizados e oferece vantagens como alta transparência, alta resistência à tração, estabilidade química, não toxicidade e adesão15,16,17. O PDMS tem uma baixa seção Raman transversal, tornando seu impacto sobre o sinal Raman insignificante18. Como o pré-polímero PDMS está na forma líquida, ele pode ser curado por calor ou luz, proporcionando um alto grau de controlabilidade e conveniência. Substratos SERS baseados em PDMS são substratos SERS flexíveis relativamente comuns, tendo sido utilizados em estudos anteriores para incorporar várias nanopartículas metálicas para detecção de diferentes substâncias bioquímicas com desempenho exemplar19,20.
Na preparação de substratos SERS, a fabricação de estruturas nanogap é crucial. A tecnologia de deposição física oferece vantagens como alta escalabilidade, uniformidade e reprodutibilidade, mas normalmente requer boas condições de vácuo e equipamentos especializados, limitando suas aplicações práticas21. Além disso, a fabricação de nanoestruturas em escala de poucos nanômetros permanece desafiadora com as técnicas convencionais de deposição22. Consequentemente, nanopartículas sintetizadas através de métodos químicos podem ser adsorvidas em filmes transparentes flexíveis através de várias interações, facilitando a auto-montagem de estruturas metálicas na nanoescala. Para garantir o sucesso da adsorção, as interações podem ser ajustadas modificando física ou quimicamente a superfície do filme para alterar sua hidrofilicidade superficial23. As nanopartículas de prata, em comparação com as nanopartículas de ouro, exibem melhor desempenho do SERS, mas sua instabilidade, particularmente sua suscetibilidade à oxidação no ar, resulta em uma rápida diminuição do SERS Enhancement Factor (EF), afetando o desempenho do substrato24. Assim, é essencial desenvolver um método de partículas estáveis.
A presença de resíduos de agrotóxicos tem atraído atenção significativa, criando uma necessidade premente de métodos robustos capazes de detectar e identificar rapidamente várias classes de produtos químicos perigosos em alimentos no campo25,26. Os substratos flexíveis SERS oferecem vantagens únicas em aplicações práticas, particularmente no domínio da segurança alimentar. Este artigo apresenta um método para preparar um substrato flexível SERS através da ligação de nanopartículas de prata revestidas com glicose sintetizadas (AgNPs) em um substrato PDMS (Figura 1). A presença de glicose protege as AgNPs, atenuando a oxidação da prata no ar. O substrato demonstra excelente desempenho de detecção, capaz de detectar Rodamina 6G (R6G) tão baixa quanto 10-10 M e pesticida Thiram tão baixo quanto 10-8 M, com boa uniformidade. Além disso, o substrato flexível pode ser empregado para detecção através de colagem e amostragem, com inúmeros cenários potenciais de aplicação.

<table><tbody><tr><td>Amônia (NH3.H2O, 25%)</td><td>Beijing Chemical Works</td><td></td><td></td></tr><tr><td>APTES (98%)</td><td>Beyotime</td><td>ST1087</td><td></td></tr><tr><td>BD-20AC Laboratory Chrona Treater</td><td>Electro-Technic Products Inc.</td><td>12051A</td><td></td></tr><tr><td>D-glicose</td><td>Beijing Chemical Works</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microscópio eletrônico de varredura ambiental (ESEM)</td> <td>FEI</td><td>QUANTA 250</td><td></td></tr><tr><td>Microscópio Raman</td><td>Horiba JY</td><td>LabRAM HR Evolution</td><td></td></tr><tr><td>Rodamina 6G</td><td>Beijing Chemical Works</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Base de elastômero de silicone e agente de cura de elastômero de silicone</td><td>Dow Corning Corporação</td><td>SYLGARD 184</td><td></td></tr><tr><td>Nitrato de prata</td><td>Beijing Chemical Works</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Thiram (C6H12N2S2, 99,9%)</td><td>Beijing Chemical Works</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

fabricação de substrato raman flexível surface-enhanced raman (sers) à base de polidimetilsiloxano (pdms) para detecção ultrassensível

Fabrication of polydimethylsiloxane (PDMS)-Based Flexible Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) Substrate for Ultrasensitive Detection

Este artigo apresenta um método de fabricação de um substrato flexível projetado para espalhamento Raman Intensificado por Superfície (SERS). Nanopartículas de prata (AgNPs) foram sintetizadas através de uma reação de complexação envolvendo nitrato de prata (AgNO3) e amônia, seguida de redução usando glicose. As AgNPs resultantes exibiram uma distribuição de tamanho uniforme variando de 20 nm a 50 nm. Posteriormente, 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES) foi empregado para modificar um substrato de PDMS que havia sido tratado superficialmente com plasma de oxigênio. Esse processo facilitou a automontagem das AgNPs no substrato. Uma avaliação sistemática do impacto de várias condições experimentais no desempenho do substrato levou ao desenvolvimento de um substrato SERS com excelente desempenho e um Enhanced Factor (EF). Utilizando este substrato, foram alcançados impressionantes limites de detecção de 10-10 M para R6G (Rodamina 6G) e 10-8 M para Thiram. O substrato foi empregado com sucesso na detecção de resíduos de agrotóxicos em maçãs, com resultados altamente satisfatórios. O substrato flexível SERS demonstra grande potencial para aplicações no mundo real, incluindo detecção em cenários complexos.

Neste estudo, um substrato flexível SERS composto por AgNPs sintéticas envoltas em glicose e auto-montadas em PDMS usando APTES foi desenvolvido, alcançando excelente desempenho de detecção para aplicações práticas de detecção de pesticidas. Os limites de detecção para R6G e Thiram foram atingidos em 10-10 M e 10-8 M, respectivamente, com um Enhancement Factor (EF) de 1 x 10 5. Além disso, o substrato demonstrou uniformidade.
As AgNPs envoltas em glicose foram ...

Este protocolo descreve um método de fabricação de um substrato flexível para espalhamento Raman intensificado por superfície. Este método tem sido utilizado na detecção bem sucedida de baixas concentrações de R6G e Thiram.

Fabricação de substrato Raman Flexível Surface-Enhanced Raman (SERS) à base de polidimetilsiloxano (PDMS) para detecção ultrassensível

This article presents a fabrication method for a flexible substrate designed for Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS). Silver nanoparticles (AgNPs) ...

Este protocolo descreve a preparação de substratos flexíveis SERS, aplicando-os a cenários reais de detecção. O substrato flexível SERS oferecido por este protocolo é ambientalmente amigável e alcança um bom desempenho de detecção. As nanopartículas de prata podem ser sintetizadas facilmente por vasos simples, e não requerem condições experimentais complicadas e ambiente.Em nosso laboratório, pretendemos focar na pesquisa das nanopartículas de prata sintetizadas através do vaso utilizado neste estudo. Exploraremos métodos para aprimorar seus recursos de detecção de SERS e aproveitaremos suas propriedades e características exclusivas para projetar substratos de detecção SERS de melhor desempenho.

fabrication-polydimethylsiloxane-pdms-based-flexible-surface-enhanced

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Um sensor de alta sensibilidade fotónica micro foi desenvolvido para a detecção de campos eléctricos. O sensor explora os modos ópticos de uma esfera dielétrica. Mudanças no campo elétrico externo perturbar a morfologia esfera levando a mudanças em seus modos ópticos. A intensidade do campo eléctrico é medida por monitorização destas mudanças ópticas.

Desenvolvimento de Whispering Gallery Modo poliméricos Micro-ópticos sensores do campo eléctrico

Descrevemos a fabricação e caracterização de sistemas nanobiológicos fazendo interface com substratos nanoestruturados com proteínas imobilizadas e aptâmeros. As etapas experimentais relevantes envolvendo a fabricação litográfica de substratos nanoestruturados, biofuncionalização e caracterização de espectroscopia Raman aprimorada por superfície (SERS) são relatadas. A detecção SERS de proteínas imobilizadas na superfície e a sondagem da ligação proteína-ligante e aptâmero-ligante são...

Superfície reforçada Raman Detection Espectroscopia de Biomoléculas Usando EBL Fabricadas Nanoestruturados Substratos

A geração de emulsões duplas microfluídicas normalmente envolve dispositivos com molhabilidade padronizada ou componentes de vidro fabricados sob medida. Aqui descrevemos a fabricação e o teste de um gerador de emulsão dupla totalmente polidimetilsiloxano (PDMS) que não requer tratamento de superfície ou processos de fabricação complicados e é capaz de produzir emulsões duplas de até 14 μm.

Duplo Emulsion Geração de utilizar um dispositivo de polidimetilsiloxano (PDMS) Co-Axial Flow Foco

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A superfície à base de filtro avançado Raman espectroscópica Ensaio para a rápida detecção de contaminantes químicos

As sondas ópticas baseadas em nanopartículas foram projetadas como um veículo para detectar antígenos usando espectroscopia Raman e UV-Vis. Aqui descrevemos um protocolo para preparar tais sondas para um imunoensaio de espectroscopia UV-Vis / Raman de forma a incorporar futuros recursos de multiplexação.

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Nanopartículas e nanoestruturas ultrarrápidas abladas a laser para aplicações de sensoriamento baseado em espalhamento Raman aprimorado por superfície

O protocolo descreve como monitorar eventos eletroquímicos em nanopartículas individuais usando espectroscopia de espalhamento Raman e imagens aprimoradas por superfície.

Rastreando Eletroquímica em Nanopartículas Únicas com Espectroscopia e Microscopia de Espalhamento Raman Intensificado por Superfície

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Explorando a Aplicação da Biosensição Baseada em Espalhamento Raman Aprimorado em Superfícies de SEVs individuais no diagnóstico e terapêuticas de doenças

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Padronização e enxertia induzida por luz para superfícies escorregadias com base em estruturas nanoporosas revestidas de silano

Aprenda a fabricar substratos SERS flexíveis à base de PDMS para detecção ultrassensível de compostos como R6G e Thiram. Este método simplifica a síntese de nanopartículas de prata sem condições experimentais complexas.

Fabricação de substrato Raman Flexível Surface-Enhanced Raman (SERS) à base de polidimetilsiloxano (PDMS) para detecção ultrassensível (Vídeo) | JoVE Journal

Fabricação de substrato Raman Flexível Surface-Enhanced Raman (SERS) à base de polidimetilsiloxano (PDMS) para detecção ultrassensível

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