超双疏微纳复合结构SERS基底的设计及其双光子3D打印制备

基本信息
批准号:21902024
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:顾洪成
学科分类:
依托单位:东南大学
批准年份:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
双疏富集双光子聚合表面增强拉曼散射
结项摘要

Sensitivity and stability of signals are always concerned in the detection of trace analytes. To build an efficient SERS substrate, a relatively strong LSPR effect and intimate interaction between analyte and the substrate is requisite. For a long time, the preparation of SERS substrates based on noble metal nanoparticles is complex and of poor repeatability. In recent years, scientists introduced SLIPS and liquid marble technologies into SERS substrate design, and demonstrated the possibility of integrating analyte concentration and signal amplification together in one substrate. It greatly improved the versatility and stability of SERS substrates. However, both SLIPS and marble require much surface chemical modification and surfactant, making it complicated and hazardous to be contaminated. Based on the theory of bioinspired interfaces with superwettability, we designed the superrepellent triply re-entrant structures and interference induced resonators using two-photon polymerization 3D printing technology. These micro-nano composite structures can be used for analyte concentration and signal amplification, making the SERS substrate a simple, high reproducibility, high enhance factor and silane modification free detection platform.

SERS基底的灵敏度和稳定性一直是拉曼痕量检测中的难题。构建高效的SERS体系,不仅需要基底产生足够强的LSPR,而且需要待测分子与基底有较强的相互作用。为克服贵金属纳米颗粒SERS基底的制备工艺复杂、重复性差的缺点,近年来一些科学家引入SLIPS、液体弹珠等技术实现了富集-信号放大一体化SERS基底,极大地提高了基底的通用性和稳定性。但该技术很大程度上依赖于表面化学修饰和表面活性剂等,一方面给SERS基底的制备增加了表面处理工艺,另一方面可能在检测中引入干扰信号。在此背景下,我们基于仿生超浸润理论,设计并利用双光子3D打印制备了具有超双疏能力的三凹盘微柱阵列,同时在中央柱表面利用激光干涉效应制备了谐振腔。这种微纳复合结构可用于待测物富集和SERS信号放大的一体化检测,从而形成一类制备简单、重现性好、高增益、免硅烷修饰的通用SERS基底。

项目摘要

SERS基底的灵敏度和稳定性一直是拉曼痕量检测中的难题。构建高效的SERS体系,不仅需要基底产生足够强的LSPR,而且需要待测分子与基底有较强的相互作用。在本项目中,我们研究了超双疏阵列的润湿机理和谐振腔的拉曼增强机理,解决了超双疏结构和三维谐振腔结构的高精度制备难题,建立了一套双光子3D打印制备超双疏阵列-谐振腔复合结构的技术。这种微纳复合结构可用于待测物富集和SERS信号放大的一体化检测,从而形成一类制备简单、重现性好、高增益、免硅烷修饰的通用SERS基底。项目研究取得了预期成果,依托本项目共发表SCI收录期刊论文6篇,获授权发明专利4项,培养研究生4名。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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