【儀表網 儀表研發(fā)】近日，中科院合肥物質科學研究院健康所楊良保研究員課題組在表面增強拉曼光譜(SERS)檢測方法學開發(fā)方面取得新進展。科研團隊通過構建多層納米顆粒膜形成層間天然小于3nm的間隙，利用納米毛細泵作用自動捕獲目標物分子到更小間隙中，實現(xiàn)高靈敏SERS檢測。該成果發(fā)表在光學領域頂級期刊Advanced Optical Materials上。
 

　　SERS是一種分子光譜，具有快速、高靈敏和指紋識別的特性。本項研究工作是在課題組前期研究的單層納米膜熱點自動捕獲目標物分子的SERS方法(J. Am. Chem. Soc., 2021, 143, 7769？7776)基礎上，進一步發(fā)展了一種天然小于3納米的多層層間小間隙主動捕獲目標分子的SERS新方法。研究人員通過液-液界面組裝方法構建了一個天然的具有1-3納米層間小間隙和大量熱點的三層銀納米顆粒膜結構，有效增加了熱點的數(shù)量。由于這些較小的間隙產生的納米泵效應，目標物溶液能夠自發(fā)的通過納米間隙向上移動，小間隙主動捕獲目標物分子使得目標分子的信號急劇放大，實現(xiàn)靈敏檢測(圖1)。與傳統(tǒng)的干態(tài)成膜的SERS方法相比，該方法可以更有效的使目標分子主動進入熱點，檢測限比干態(tài)成膜方法降低2-3個數(shù)量級(圖2)。該方法提供了一個痕量動態(tài)檢測平臺，并成功應用于精子-卵細胞結合過程的物質變化跟蹤(圖3)。該成果為目標分子主動運輸?shù)阶罴褵狳c開辟了新的方法，有望實現(xiàn)對生物系統(tǒng)的物質轉化、細胞行為或化學動力學過程研究等方向的超靈敏檢測或監(jiān)測。
 

　　該工作的第一作者為合肥研究院健康所2019級工程博士秦苗，通訊作者為楊良保研究員。該項研究受到中國科學院科研儀器裝備開發(fā)項目、國家自然科學基金、安徽省自然科學研究項目等資助。
 

圖1 左圖為三層膜蒸騰示意圖，右圖為層間小間隙主動捕獲目標分子原理示意圖
 

圖2 該方法和干態(tài)成膜方法檢測示意以及檢測效果對比圖
 

圖3 該方法用于監(jiān)測精子-卵細胞結合過程中的物質變化
 

　　原標題：科學島團隊開發(fā)出一種利用層間納米間隙捕獲目標分子的SERS新方法