2025年11月30日
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近日，中科院合肥研究院楊良保研究員等開發(fā)了一種熱點自動捕獲目標物分子的表面增強拉曼光譜（SERS）方法，具有高度普適性，可實現(xiàn)農(nóng)藥殘留、塑化劑、有機污染物、毒物、抗生素、爆炸物等幾乎所有類型分子的高靈敏檢測，并提出基于納米毛細泵的較小間隙主動捕獲目標分子的原理模型。該成果以A“ General Surface Enhanced Raman Spectroscopy Method for Actively Capturing Target Molecules in Small Gaps”為題，發(fā)表在期刊《美國化學(xué)會志》（Journal of the American Chemical Society）上。
表面增強拉曼光譜（SERS）是一種分子光譜，具有快速、高靈敏和指紋識別的特性。楊良保研究員團隊一直從事SERS方面的研究，取得了一系列研究成果。本研究工作通過在液液界面組裝大面積單層納米粒子膜（圖1），將高密度熱點的納米粒子膜覆蓋在待測目標物分子之上，在溶劑揮發(fā)過程中，由于毛細力作用，目標物分子不斷經(jīng)過納米粒子間隙，在小間隙處分子信號被極大的放大，從而實現(xiàn)高靈敏檢測。
研究人員用該方法對百草枯溶液、四氯聯(lián)苯、孔雀石綠等不同類型目標物分子進行SERS檢測，結(jié)果表明，該方法具有高度普適性，可實現(xiàn)幾乎所有類型分子的高靈敏檢測（圖2），包括塑化劑、有機污染物、抗腫瘤藥物、毒物、毒素、農(nóng)藥殘留、染料、抗生素、爆炸物和氨基酸。同時，也成功地將其應(yīng)用于光熱刺激下單細胞死亡過程的原位監(jiān)測（圖3）。該方法為目標分子主動運動到最佳熱點開辟了新途徑，為實現(xiàn)超靈敏檢測或監(jiān)測生物系統(tǒng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化、細胞行為或化學(xué)動力學(xué)過程等研究提供了平臺和策略。
本文的第一作者是葛美紅博士，通訊作者為楊良保研究員。該項研究受到國家科技重大專項、國家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)研究項目、中科院戰(zhàn)略性重點研究計劃等的資助。
論文鏈接:https://pubs.acs.org/articlesonrequest/AOR-6IRZEJBBNMCJKGVBSBVQ。
圖1.目標小分子隨溶劑向納米粒子間隙（熱點）處運動原理示意圖。
圖2. 不同類型目標物分子SERS檢測光譜圖。
a) 鄰苯二甲酸丁芐酯 (10-8 M ~ 10-11 M)；b) 結(jié)晶紫溶液 (10-8 M ~ 10-11 M)；
c) 芘 (10-7 M ~ 10-10 M)；d) 百草枯溶液 (10-7 M ~ 10-10 M)；
e) 3,3',4,4'-四氯聯(lián)苯 (10-7 M ~ 10-10 M)；f) 孔雀石綠 (10-8 M ~ 10-11 M)；
g) 溴敵隆 (10-7 M ~ 10-10 M)；h) 5-氟尿嘧啶 (10-5 M ~ 10-8 M)；
i) 冰毒 (10-6 M ~ 10-9 M)；j) 2,4,6-三硝基甲苯 (10-5 M ~ 10-8 M)；
k) 節(jié)球藻毒素 (10-6 M ~ 10-9 M)；l) 半胱氨酸 (10-5 M ~ 10-8 M)。
圖3.光熱刺激下A549細胞死亡過程原位動態(tài)監(jiān)測譜圖。
原文鏈接：http://www.hf.cas.cn/xwzx/tpxw/202105/t20210518_6019185.html
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