Summary
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.
Abstract
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.
Introduction
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 nanostructuren met verschillende groottes, vormen, afstanden tussen deeltjes en samenstellingen kunnen samenklonteren om talrijke "hotspots" te creëren die intense elektromagnetische velden genereren als gevolg van gelokaliseerde oppervlakteplasmonresonanties 7,8. Veel studies hebben metalen nanodeeltjes ontwikkeld met verschillende morfologieën als SERS-substraten, wat hun effectiviteit aantoont bij het bereiken van SER-verbetering 9,10.
Flexibele SERS-substraten vinden brede toepassingen, met nanostructuren die SERS-effecten kunnen produceren die op flexibele substraten worden afgezet om directe detectie op gebogen oppervlakken te vergemakkelijken. Flexibele SERS-substraten worden gebruikt voor het detecteren en verzamelen van analyten op onregelmatige, niet-vlakke of gebogen oppervlakken. Veel voorkomende flexibele SERS-substraten zijn vezels, polymeerfilms en grafeenoxidefilms11,12,13,14. Onder hen is polydimethylsiloxaan (PDMS) een van de meest gebruikte polymeermaterialen en biedt het voordelen zoals hoge transparantie, hoge treksterkte, chemische stabiliteit, niet-toxiciteit en hechting15,16,17. PDMS heeft een lage Raman-doorsnede, waardoor de impact op het Raman-signaal verwaarloosbaar is18. Omdat het PDMS-prepolymeer in vloeibare vorm is, kan het worden uitgehard door warmte of licht, wat een hoge mate van controleerbaarheid en gemak biedt. PDMS-gebaseerde SER-substraten zijn relatief veel voorkomende flexibele SERS-substraten, die in eerdere studies zijn gebruikt om verschillende metalen nanodeeltjes in te bedden voor het detecteren van verschillende biochemische stoffen met voorbeeldige prestaties19,20.
Bij de bereiding van SERS-substraten is de fabricage van nanogap-structuren cruciaal. Fysische depositietechnologie biedt voordelen zoals hoge schaalbaarheid, uniformiteit en reproduceerbaarheid, maar vereist doorgaans goede vacuümomstandigheden en gespecialiseerde apparatuur, waardoor de praktische toepassingen ervan worden beperkt21. Bovendien blijft het vervaardigen van nanostructuren op een schaal van enkele nanometers een uitdaging met conventionele depositietechnieken22. Bijgevolg kunnen nanodeeltjes die door middel van chemische methoden worden gesynthetiseerd, door verschillende interacties worden geadsorbeerd aan flexibele transparante films, waardoor de zelfassemblage van metalen structuren op nanoschaal wordt vergemakkelijkt. Om een succesvolle adsorptie te garanderen, kunnen interacties worden aangepast door het filmoppervlak fysisch of chemisch te wijzigen om de hydrofiliciteit van het oppervlak te veranderen23. Zilveren nanodeeltjes vertonen in vergelijking met gouden nanodeeltjes betere SERS-prestaties, maar hun instabiliteit, met name hun gevoeligheid voor oxidatie in lucht, resulteert in een snelle afname van de SERS Enhancement Factor (EF), wat de prestaties van het substraat beïnvloedt24. Daarom is het essentieel om een stabiele deeltjesmethode te ontwikkelen.
De aanwezigheid van residuen van bestrijdingsmiddelen heeft veel aandacht gekregen, waardoor er een dringende behoefte is ontstaan aan robuuste methoden die in staat zijn om snel verschillende klassen gevaarlijke chemische stoffen in voedsel in het veld te detecteren en te identificeren25,26. Flexibele SERS-substraten bieden unieke voordelen in praktische toepassingen, met name op het gebied van voedselveiligheid. Dit artikel introduceert een methode voor het bereiden van een flexibel SERS-substraat door gesynthetiseerde glucose-gecoate zilveren nanodeeltjes (AgNP's) te binden aan een PDMS-substraat (Figuur 1). De aanwezigheid van glucose beschermt de AgNP's en vermindert de zilveroxidatie in de lucht. Het substraat vertoont uitstekende detectieprestaties, in staat om Rhodamine 6G (R6G) zo laag als 10-10 M en pesticide Thiram zo laag als 10-8 M te detecteren, met een goede uniformiteit. Bovendien kan het flexibele substraat worden gebruikt voor detectie door middel van verlijming en bemonstering, met tal van mogelijke toepassingsscenario's.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
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 toevoeging wanneer de oplossing duidelijk wordt.
- Bereiding van de glucoseoplossing
- Meet met behulp van een nauwkeurige weegschaal 0,36 g AR-glucosepoeder af (zie Materiaaltabel) en voeg dit toe aan 10 ml DI-water. Roer het mengsel goed door elkaar om een glucose-oplossing van 0,2 M te creëren.
- Synthese van zilveren nanodeeltjes (AgNP's)
- Gebruik een pipetpistool om met tussenpozen van 30 minuten 30 μl van het zilver-ammoniakcomplex (bereid in stap 1.2) toe te voegen aan de glucoseoplossing (bereid in stap 1.3). Herhaal dit proces 4-6 keer al roerend tot de oplossing geel wordt.
2. Voorbereiding van flexibele substraten
- Voorbereiding van PDMS-substraat
- Om het PDMS-substraat te synthetiseren, neemt u ongeveer 5 g PDMS A-oplossing en voegt u B-oplossing toe (uit een in de handel verkrijgbare kit, zie Materiaaltabel) in een verhouding van 1:10.
- Roer en meng de PDMS A- en B-oplossingen grondig.
- Doe de gemengde PDMS in een vierkante schaal en bak deze vervolgens 2 uur in een oven van 80 °C.
- Na het uitharden door het bovenstaande proces, gebruikt u een scalpel om de PDMS langs het donkere raster van de petrischaal te snijden, zodat er kleine PDMS-blokjes ontstaan met afmetingen van ongeveer 1 cm x 1 cm.
- Modificatie van het oppervlak
- Onderwerp de eerder genoemde kleine PDMS-stukjes aan een plasmabehandeling. Gebruik een draagbare plasmaprocessor (zie Materiaaltabel) en beweeg deze ongeveer 5-10 cm boven het PDMS-oppervlak heen en weer om een oppervlakteplasmabehandeling uit te voeren.
- Gebruik de plasmaprocessor om het oppervlak te wijzigen, waardoor de vorming van hydroxylgroepen op het PDMS-oppervlak wordt geïnduceerd, waardoor het hydrofielwordt 27.
- Modificatie met APTES
- Bereid een 10% APTES-oplossing (zie Materiaaltabel).
- Dompel het in stap 2.2 verkregen oppervlaktegemodificeerde PDMS onder in de APTES-oplossing en laat het gedurende 10 uur intrekken. Hierdoor kan APTES zich binden aan de hydroxylgroepen op het PDMS-oppervlak.
- Zelfassemblage van AgNP's
- Dompel het in stap 2.3 verkregen PDMS-substraat gedurende 10 uur onder in de in stap 1.4 gesynthetiseerde AgNPs-oplossing. Hierdoor worden de AgNP's zelf op het PDMS-substraat geassembleerd, waardoor het uiteindelijke flexibele SERS-detectiesubstraat ontstaat.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
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.
De AgNP's verpakt in glucose werden gesynthetiseerd met behulp van een verbeterde Tollens-methode28,29. Deze AgNPs-assemblage genereerde niet alleen een sterk SERS-signaal, maar beschermde ook effectief het zilver in de AgNP's tegen oxidatie, waardoor de detectieprestaties behouden bleven. Uit de beelden van de Environmental Scanning Electron Microscopy (ESEM) in figuur 2 leken de gesynthetiseerde deeltjes relatief uniform, met de meeste diameters tussen 40-50 nm. De buitenste laag van de AgNP's werd omhuld door een glucoselaag. Deze structuur zorgde voor een diëlektrische laag voor de buitenste laag van de AgNP's en beschermde de zilverdeeltjes tegen oxidatie bij blootstelling aan lucht, waardoor de SERS-prestaties behouden bleven.
Het is duidelijk dat zich een sterk versterkt elektrisch veld vormt tussen de openingen van de AgNP's, dat dient als de primaire oorzaak van het SERS-signaal. Daarom wordt het substraat dicht geïmmobiliseerd met AgNP's op flexibele substraten om betere prestaties te bereiken (Figuur 3). Het in dit onderzoek ontwikkelde zelfgeassembleerde flexibele SERS-substraat is eenvoudig, van hoge kwaliteit en vrij van giftige of schadelijke stoffen, waardoor het milieuvriendelijk is.
Het flexibele SERS-substraat dat in deze studie werd bereid, vertoonde uitstekende detectieprestaties. Om een SERS-substraat te evalueren, is het kritieke aspect de detectiecapaciteit. Hier werd de Enhancement Factor (EF) gedefinieerd om de verbeteringsprestaties van het substraat te beoordelen, en R6G (zie Tabel met materialen) werd gebruikt om de detectielimiet te bepalen. De EF werd beschreven door30:
EF = (I SERS / IRaman) × (NRaman / NSERS)
De piekposities31 van R6G en de bijbehorende waarden zijn weergegeven in tabel 1.
In deze studie werd het Raman-spectrum verkregen met behulp van een 633 nm laser met 10x en 50x objectieven. De integratietijd werd vastgesteld op 10 s voor spectrumacquisitie tijdens de meting, met het invallende laservermogen op 3,7 mW. Door 30 μL R6G-oplossingen met verschillende concentraties aan het substraat toe te voegen en het Raman-signaal te observeren door middel van directe detectie, illustreert figuur 4 dat het substraat een uitstekend detectievermogen vertoonde en een detectielimiet van 10-10 M voor R6G bereikte, wat wijst op sterke detectieprestaties. Vervolgens werd met behulp van 10-5 M R6G als testsonde de verbeteringsfactor (EF) van het substraat berekend op 1 x 10,5 (het berekeningsproces wordt beschreven in aanvullend bestand 1), wat een opmerkelijk verbeteringseffect aantoont (figuur 5).
Het flexibele SERS-substraat maakte de detectie van bestrijdingsmiddelen mogelijk. Thiram, een veelgebruikt pesticide met dithiocarbamaat (DTC) in de groente- en fruitteelt, heeft tot doel schimmelziekten te bestrijden en bederf tijdens opslag en transport tevoorkomen32. Herhaalde blootstelling of inname van thiramresiduen kan echter leiden tot gezondheidsproblemen zoals lethargie, spiertonusverlies en ernstige misvormingen van de foetus. Daarom is het van cruciaal belang om thiramdetectie op sporenniveau op de oppervlakken van groenten en fruit te bereiken. De Raman-pieken35 van Thiram en hun oorzaken worden beschreven in tabel 2.
Er werden verschillende concentraties thiram op het flexibele substraat aangebracht om de detectieprestaties te beoordelen. Figuur 6 laat zien dat voor de detectie van thiram de drie primaire karakteristieke pieken duidelijk zijn en dat de detectielimiet wordt bereikt op 10-8 M.
Het flexibele substraat maakte praktische detecties mogelijk. In het dagelijks leven blijven residuen van bestrijdingsmiddelen soms achter op de oppervlakken van fruit. Consumptie van ongewassen fruit kan gezondheidsrisico's met zich meebrengen. In dit onderzoek werd het flexibele SERS-substraat aangebracht met behulp van een "paste and peel-off"-methode, waarbij het substraat aan het oppervlak van een appel werd bevestigd en vervolgens werd verwijderd voor inspectie.
Figuur 7 illustreert dat met deze methode de detectie van 10-7 M Thiram werd bereikt, met relatief duidelijke spectraallijnen. Zo kan het flexibele SERS-substraat dat is voorbereid de detectiemethode "plakken en afpellen" vergemakkelijken, waardoor residuen van bestrijdingsmiddelen op fruitoppervlakken effectief worden geïdentificeerd en waardevolle praktische toepassingen worden geboden.
Het flexibele SERS-substraat dat in deze studie werd gepresenteerd, vertoonde niet alleen opmerkelijke detectieprestaties, maar bood ook praktische toepassingsscenario's.
Figuur 1: Schematisch ontwerp van het PDMS flexibele SERS-substraat. Illustratie van het ontwerp van het flexibele PDMS-substraat (Polydimethylsiloxaan) dat wordt gebruikt voor Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS)-experimenten. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 2: ESEM-beeld van gesynthetiseerde AgNP's. Afbeelding van de Elektronenmicroscopie (ESEM) van de Scanning van de omgeving die de gesynthetiseerde AgNPs (zilveren nanodeeltjes) toont. De schaalbalk in de afbeelding is 2 μm en de diameter van de AgNP's varieert van ongeveer 20 nm tot 50 nm. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 3: Simulatie van AgNP's. Simulatie met AgNP's (zilveren nanodeeltjes) met significante gelokaliseerde veldversterking in de opening tussen de deeltjes. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 4: SERS-signalen van verschillende R6G-concentraties. Surface-enhanced Raman Scattering (SERS) signalen verkregen voor verschillende concentraties van R6G (Rhodamine 6G). De piekposities in de figuur komen overeen met die in tabel 1. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 5: SERS-signalen van R6G op het flexibele substraat. Surface-enhanced Raman Scattering (SERS)-signalen van R6G (Rhodamine 6G) verzameld op 10 willekeurige punten op het flexibele substraat om uniformiteit aan te tonen. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 6: SERS-signalen van verschillende thiramconcentraties. Surface-enhanced Raman Scattering (SERS) signalen verkregen voor verschillende concentraties Thiram. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
Figuur 7: SERS-signalen van Thiram op het vruchtoppervlak. Surface-enhanced Raman Scattering (SERS)-signalen van Thiram verkregen van het oppervlak van een appel met behulp van de "paste and peel-off"-methode. De detectielimiet bereikte 10-7 M van Thiram. Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.
| Piekstand (cm-1) | Taak |
| 612 | C-C-C buigtrillingen in het vlak |
| 774 | C-H rekken |
| 1127 | C-H buigtrillingen in het vlak |
| 1180 | C-H en N-H buigtrillingen |
| 1310 | C=C rekken |
| 1364 | Rektrilling van de C-C-binding |
| 1509 | Rektrilling van de C-C-binding |
| 1574 | Rektrilling van de C=O-binding |
| 1647 | Rektrilling van de C-C-binding |
Tabel 1: Ramanverschuiving en toewijzing van frequentiemodi in het R6G SERS-spectrum. Tabel met Raman-verschuivingswaarden en de bijbehorende toewijzingen van frequentiemodi in het Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS)-spectrum van R6G (Rhodamine 6G).
| Piekstand (cm-1) | Taak |
| 440 | CH3-N-C vervorming (δ (CH3-N-C)), C=S uitrekken (υ(C=S)) |
| 549 | S-S symmetrische rek (υs (S-S)) |
| 928 | C=S rekken (υ (C=S)), C-N rekken (υ (CH3-N)) |
| 1136 | C-N stretching (υ (C-N)), de schommelende CH3-modi (ρ(CH3)) |
| 1388 | C-N rekken (υ (C-N)), CH3 symmetrische vervorming (υ(C=S)) |
Tabel 2: Ramanverschuiving en toewijzing van frequentiemodi in het Thiram SERS-spectrum. Tabel met Raman-verschuivingswaarden en de bijbehorende frequentiemodustoewijzingen in het Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS)-spectrum van Thiram.
Aanvullend dossier 1: Berekening van de Enhancement Factor (ER). Klik hier om dit bestand te downloaden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
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 aan substraatmodificatie (stap 2.2); anders hechten AgNP's zich mogelijk niet goed aan PDMS, wat resulteert in verzwakte detectieprestaties.
In praktische voorbereidingen kunnen de detectieprestaties van het SERS-substraat instabiliteit vertonen22. Dit kan worden geoptimaliseerd door het oplosmiddel van de stof te veranderen. Het gebruik van acetonitril als oplosmiddel voor thiram levert bijvoorbeeld betere resultaten op dan het gebruik van ethanol. Bovendien kan de kwaliteit van Thiram van invloed zijn op het gedetecteerde SER-signaal, wat benadrukt hoe belangrijk het is om ervoor te zorgen dat de gebruikte reagentia tijdens de detectie binnen hun houdbaarheidsdatum blijven.
In vergelijking met andere studies36,37,38 is de detectiemethode van het SERS-flexibele substraat die in deze studie wordt voorgesteld, eenvoudig. AgNP's kunnen gemakkelijk worden gesynthetiseerd via een eenvoudige methode, waardoor complexe experimentele omstandigheden en omgevingen en ingewikkelde fabricageprocessen worden vermeden. Het substraat is milieuvriendelijk en introduceert geen schadelijke verontreinigende stoffen. Er moet echter worden opgemerkt dat vanwege de glucoselaag rond AgNP's het versterkende effect van zilverdeeltjes kan verzwakken, wat suggereert dat verdere verbetering van de Enhancement Factor (EF) van het SERS-substraat noodzakelijk is. Het flexibele SERS-substraat, bereid met behulp van de methode in deze studie, vereist ook verdere verkenning bij de detectie van biomoleculen.
Het flexibele SERS-substraat dat in deze studie wordt voorgesteld, toont toepasbaarheid in real-life scenario's, verrijkt de methoden voor de detectie van residuen van bestrijdingsmiddelen en heeft aanzienlijke implicaties. Bovendien heeft het flexibele SERS-substraat in toekomstige toepassingen een groot potentieel voor biomedische toepassingen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
De auteurs verklaren dat er geen sprake is van belangenverstrengeling.
Acknowledgments
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.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 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 |
References
- 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. Size-tunable gold aerogels: a durable and misfocus-tolerant 3D substrate for multiplex SERS detection. Advanced Optical Materials. 9 (17), 2100352 (2021).
- Fan, W., et al. Graphene oxide and shape-controlled silver nanoparticle hybrids for ultrasensitive single-particle surface-enhanced Raman scattering (SERS) sensing. Nanoscale. 6 (9), 4843-4851 (2014).
- Xu, W., et al. Graphene-veiled gold substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy. Advanced Materials. 25 (6), 928-933 (2013).
- Li, H., et al. Graphene-coated Si nanowires as substrates for surface-enhanced Raman scattering. Applied Surface Science. 541, 0169-4332 (2021).
- Chin, C. Y., et al. High sensitivity enhancement of multi-shaped silver-nanoparticle-decorated hydrophilic PVDF-based SERS substrates using solvating pretreatment. Sensors and Actuators: B. Chemistry. 347, 130614 (2021).
- Volpe, G., Noack, M., Acimovic, S. S., Reinhardt, C., Quidant, R. Near-field mapping of plasmonic antennas by multiphoton absorption in poly(methyl methacrylate). Nano Letters. 12 (9), 4864-4868 (2012).
- Novikov, S. M., et al. Fractal shaped periodic metal nanostructures atop dielectric-metal substrates for SERS applications. ACS Photonics. 7 (7), 1708-1715 (2020).
- Li, J., et al. 300 mm wafer-level, ultra-dense arrays of Au-capped nanopillars with sub-10 nm gaps as reliable SERS substrates. Nanoscale. 6 (21), 12391-12396 (2014).
- Mecker, L. C., et al. Selective melamine detection in multiple sample matrices with a portable Raman instrument using surface-enhanced Raman spectroscopy-active gold nanoparticles. Analytica Chimica Acta. 733, 48-55 (2012).
- Shao, J. D., et al. PLLA nanofibrous paper-based plasmonic substrate with tailored hydrophilicity for focusing SERS detection. ACS Applied Materials & Interfaces. 7, 5391-5399 (2015).
- Chen, Y. M., Ge, F. Y., Guang, S. Y., Cai, Z. S. Low-cost and large-scale flexible SERS-cotton fabric as a wipe substrate for surface trace analysis. Applied Surface Science. 436, 111-116 (2018).
- Yang, L., Zhen, S. J., Li, Y. F., Huang, C. Z. Silver nanoparticles deposited on graphene oxide for ultrasensitive surface-enhanced Raman scattering immunoassay of cancer biomarker. Nanoscale. 10, 11942-11947 (2018).
- Creedon, N. C., Lovera, P., Furey, A., O'Riordan, A. Transparent polymer-based SERS substrates templated by a soda can. Sensors and Actuators, B. 259, 64-74 (2018).
- Shiohara, A., Langer, J., Polavarapu, L., Marzan, L. M. Solution processed polydimethylsiloxane/gold nanostar flexible substrates for plasmonic sensing. Nanoscale. 6, 9817-9823 (2014).
- Guo, H. Y., Jiang, D., Li, H. B., Xu, S. P., Xu, W. Q. Highly efficient construction of silver nanosphere dimers on poly (dimethylsiloxane) sheets for surface-enhanced Raman scattering. Journal of Physical Chemistry C. 117, 564-570 (2013).
- Park, S., Lee, J., Ku, H. Transparent and flexible surface-enhanced Raman scattering (SERS) sensors based on gold nanostar arrays embedded in silicon rubber film. ACS Applied Materials Interfaces. 9, 44088-44095 (2017).
- Li, L. M., Chin, W. S. Rapid fabrication of a flexible and transparent Ag nanocubes@ PDMS film as a SERS substrate with high performance. ACS Applied Materials & Interfaces. 12 (33), 37538-37548 (2020).
- Yang, J. L., et al. Quantitative detection using two-dimensional shell-isolated nanoparticle film. Journal of Raman Spectroscopy. 48, 919-924 (2017).
- Fortuni, B., et al. In situ synthesis of Au-shelled Ag nanoparticles on PDMS for flexible, long-life, and broad spectrum-sensitive SERS substrates. Chemical Communications. 53 (82), 11298-11301 (2017).
- Wu, J., et al. Graphene oxide scroll meshes prepared by molecular combing for transparent and flexible electrodes. Advanced Materials Technologies. 2 (2), 1600231 (2017).
- Li, Z. Y., et al. Silver nanowire-templated molecular nanopatterning and nanoparticle assembly for surface-enhanced Raman scattering. Chemistry-A European Journal. 25 (45), 10561-10565 (2019).
- Zhan, H. R., et al. Transfer printing for preparing nanostructured PDMS film as flexible SERS active substrate. Composites Part B: Engineering. 84, 222-227 (2016).
- West, P., et al. Searching for better plasmonic materials. Laser & Photonics Reviews. 4, 795-808 (2010).
- Anastassiades, M., Lehotay, S. J., Štajnbaher, d, Schenck, F. J. Fast and easy multiresidue method employing acetonitrile extraction/partitioning and "dispersive solid-phase extraction" for the determination of pesticide residues in produce. Journal of AOAC International. 86 (2), 412-431 (2003).
- 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).
- Damalas, C. A., Eleftherohorinos, I. G. Pesticide exposure, safety issues, and risk assessment indicators. International Journal of Environmental Research and Public Health. 8 (5), 1402-1419 (2011).
- Zannotti, M., Rossi, A., Giovannetti, R. SERS activity of silver nanosphere, triangular nanoplates, hexagonal nanoplates and quasi-spherical nanoparticles: effect of shape and morphology. Coatings. 10, 288 (2020).
- Zhu, J., et al. Large-scale fabrication of ultrasensitive and uniform surface-enhanced Raman scattering substrates for the trace detection of pesticides. Nanomaterials. 8 (7), 520 (2018).
- Lu, H., Zhu, L., Zhang, C. Mixing assisted "hot spots" occupying SERS strategy for highly sensitive in situ study. Analytical Chemistry. 90 (7), 4535-4543 (2018).
- Mao, H., et al. Microfluidic surface-enhanced Raman scattering sensors based on nanopillar forests realized by an oxygen-plasma-stripping-of-photoresist technique. Small. 10 (1), 127-134 (2014).
- Zhang, C. H., et al. Small and sharp triangular silver nanoplates synthesized utilizing tiny triangular nuclei and their excellent SERS activity for selective detection of Thiram residue in soil. ACS Applied Materials and Interfaces. 9, 17387-17398 (2017).
- Zhu, C., et al. Detection of dithiocarbamate pesticides with a spongelike surface-enhanced raman scattering substrate made of reduced graphene oxide-wrapped silver nanocubes. ACS Applied Materials and Interfaces. 9, 39618-39625 (2017).
- Zhu, J., et al. Highly sensitive and label-free determination of thiram residue using surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) coupled with paper-based microfluidics. Analytical Methods. 9, 6186-6193 (2017).
- Yu, Y., et al. Gold-nanorod-coated capillaries for the SERS-based detection of Thiram. ACS Applied Nano Materials. 2 (1), 598-606 (2019).
- Zhang, X., et al. 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. Mikrochim Acta. 189, 189-197 (2022).
- Lee, C. H., Tian, L., Singamaneni, S. Paper-based SERS swab for rapid trace detection on real-world surfaces. ACS Applied Materials and Interfaces. 2, 3429-3435 (2010).
- Cheng, H., et al. Drug preconcentration and direct quantification in biofluids using 3D-printed paper cartridge. Biosensors and Bioelectronics. 189, 113266-113277 (2021).
