材料學院鐘敏霖教授團隊實現(xiàn)目前國際最高的阿摩爾每升SERS檢測極限
???????2020年9月16日獲悉，清華大學材料學院鐘敏霖教授團隊利用超快激光微納制造結(jié)合化學氧化方法，制備出超靈敏的表面增強拉曼散射（SERS）基底結(jié)構，實現(xiàn)目前國際最高的阿摩爾每升（10-18mol/L）檢測極限。
????????SERS是利用金屬表面特殊納米結(jié)構的近場局域增強實現(xiàn)吸附分子拉曼散射信號大大增強的現(xiàn)象，是一種具有極高靈敏度的檢查方法，能提供良好特異性的生物分子“指紋圖譜”信息，甚至可以實現(xiàn)單分子檢測，廣泛應用于分子的標記免疫檢測、痕量探測、癌癥與病毒檢測及活體檢測等領域，是一種高通量快速檢測方法。目前的挑戰(zhàn)是針對許多具體醫(yī)學應用，其靈敏度仍顯不足，同時存在工藝性差（價格昂貴）、均勻性、穩(wěn)定性、實用性有待提高的問題，嚴重制約了SERS的實際應用。
圖1? 超快激光制備超親水-超疏水結(jié)構策略
????????鐘敏霖教授團隊制備出的超親/高超疏水穩(wěn)定性的微納米復合結(jié)構，其超親中心區(qū)為特殊納米結(jié)構基礎上的納米星SERS增強結(jié)構，外圍為超疏水結(jié)構，利用超疏水外圍的蒸發(fā)濃縮作用使得被測物水滴濃縮到100μm×100μm的超親水區(qū)域，其濃度增加十萬倍，再利用中心的復合納米結(jié)構，實現(xiàn)了目前國際最高的SERS檢測極限：阿摩爾每升（10-18mol/L），其增強因子高達1.09×1014，并具有良好的均勻性（RSD=11.7 %），同時解決了濃縮物目標定位的難題。該SERS基底（或稱SERS芯片）制備過程相對簡單可控、重復性高、可工程化批量制備，在醫(yī)學檢測（如各類癌癥的早期篩查檢測）、生命科學以及各類超高靈敏度檢測領域具有極為廣泛的應用潛力。
圖2? 超疏水表面的蒸發(fā)濃縮過程，濃縮產(chǎn)物集中在中心的超親水區(qū)域
圖3? 實現(xiàn)阿摩爾每升（10-18M/L）當前國際SERS檢測極限并具有良好的穩(wěn)定性
????????相關研究成果已申請中國發(fā)明專利，學術論文“基于圖案化超親超疏局域蒸發(fā)濃縮的阿摩爾拉曼光譜檢測”（Atto-Molar Raman detection on patterned superhydrophilic-superhydrophobic platform via localizable evaporation enrichment） 近日發(fā)表在傳感器領域的權威期刊 《傳感器和執(zhí)行器：B.化學》(Sensors and Actuators: B. Chemical)上，該論文第一作者為博士研究生羅曉，通訊作者為鐘敏霖教授。
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https://doi.org/10.1016/j.snb.2020.128826
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