von Zhao Weiwei, Hefei Institutes of Physical Science, Chinesische Akademie der Wissenschaften
Die Forschungsgruppe von Yang Liangbao am Institute of Health and Medical Technology, Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), Chinese Academy of Science (CAS) hat kürzlich eine Methode der oberflächenverstärkten Raman-Spektroskopie (SERMS) entwickelt, um Zielmoleküle automatisch einzufangen AgNP/MoS2-Nanotaschen, die eine hochempfindliche und dynamische Langzeitdetektion einiger chemischer Reaktionsprozesse ermöglichen.
Die Ergebnisse wurden veröffentlicht in Analytische Chemie und als Titelbild ausgewählt.
Die oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie (SERS) ist eine Art molekularer Spektroskopie mit schnellen, hochempfindlichen und Fingerabdruck-Identifizierungseigenschaften.
„Diese Forschung basiert auf unseren früheren SERS-Studien“, sagte Prof. Yang Liangbao, „an denen wir uns seit Jahren beteiligen.“
In diesem Experiment bedeckte das Team einen großflächigen Monoschicht-Nanopartikelfilm mit einem zweidimensionalen Material namens MoS2 und schuf eine AgNP/MoS2-Nano-„Tasche“. Diese Nanotasche wurde dann auf den zu testenden Zielmolekülen platziert. Mithilfe eines Multiphysik-Feldmodells und einer Finite-Elemente-Simulationsmethode analysierte das Team die elektrische Feldverstärkungsverteilung der AgNP/MoS2-Nanotaschenstruktur sowohl in Lösung als auch in Luft sowie den dynamischen Prozess der Lösungsverdampfung.
Sie fanden heraus, dass die Nanotasche nicht nur eine hohe Dichte an Hotspots aufwies, sondern auch die Fähigkeit hatte, Moleküle aktiv einzufangen. Im Vergleich zu einem einschichtigen Ag-NP-Film verlangsamte die Zugabe von MoS2 die Verdunstung der Lösung, wodurch das Fenster der SERS-Detektion erweitert und das elektrische Feld weiter verstärkt wurde. Diese Struktur ermöglichte eine hohe Empfindlichkeit und Stabilität bei der dynamischen SERS-Detektion für bis zu 8 Minuten.
Darüber hinaus kann diese Struktur zum Nachweis von Antitumormitteln und zur Überwachung struktureller Veränderungen von Xanthin im Serum verwendet werden.
Das Team geht davon aus, dass die entsprechenden Methoden besser für die In-situ-Erkennung von Substanzumwandlungen oder anderen chemischen Reaktionskinetiken in biologischen Systemen geeignet sind.
Mehr Informationen:
Siyu Chen et al., Entwicklung einer MoS2/Ag-NP-Nanotasche zum Einfangen von Zielmolekülen für eine oberflächenverstärkte Raman-Streuungsdetektion mit Langzeitstabilität und hoher Empfindlichkeit, Analytische Chemie (2023). DOI: 10.1021/acs.analchem.3c00665
Bereitgestellt von den Hefei Institutes of Physical Science der Chinesischen Akademie der Wissenschaften