中科院煙臺海岸帶所研發(fā)新型SERS檢測平臺 破解復(fù)雜基質(zhì)痕量檢測難題

上海自動化儀表四廠在海水、生物血清等高鹽、高蛋白復(fù)雜樣品中實(shí)現(xiàn)痕量污染物的可靠檢測，

一直是分析化學(xué)領(lǐng)域的棘手問題。表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)技術(shù)因兼具高靈敏度和分子指紋識別

能力而備受關(guān)注，但傳統(tǒng)方法在高鹽環(huán)境中易發(fā)生納米顆粒聚集，在蛋白體系中易因吸附作用干

擾信號，同時(shí)液滴蒸發(fā)產(chǎn)生的“咖啡環(huán)效應(yīng)"也嚴(yán)重影響檢測的重復(fù)性。

　　上海自動化儀表四廠針對上述瓶頸，中國科學(xué)院煙臺海岸帶研究所的研究團(tuán)隊(duì)近日在《Nan

o Letters》期刊上發(fā)表了一項(xiàng)新研究成果。該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種基于蒸發(fā)驅(qū)動的銀納米顆粒負(fù)載水

凝膠毫米凝珠（Ag@Gel-MB）SERS富集檢測平臺，為復(fù)雜基質(zhì)中的痕量有機(jī)污染物檢測提供了

新的技術(shù)路徑。

　　據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹，該平臺以海藻酸鈉水凝膠毫米凝珠為三維載體，通過物理負(fù)載的方式將銀

納米顆粒均勻嵌入水凝膠網(wǎng)絡(luò)之中。子篩效應(yīng)排除大分子蛋白質(zhì)等干擾物質(zhì)，降低基質(zhì)效應(yīng)的

干擾。

　　完成樣品吸附后，水凝膠毫米凝珠在自然環(huán)境中逐漸蒸發(fā)失水，凝珠體積發(fā)生均勻收縮。

這一收縮過程使得凝珠內(nèi)部負(fù)載的目標(biāo)分子與銀納米顆粒被同步濃縮至一個(gè)極小的體積范圍內(nèi)，

兩者之間的空間距離大幅縮短，形成致密且穩(wěn)定的SERS“熱點(diǎn)"(hotspots)，從而顯著增強(qiáng)拉曼

散射信號，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)分子的高靈敏檢測。

　　研究團(tuán)隊(duì)通過一系列定量實(shí)驗(yàn)評估了該平臺的分析性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，以尼羅藍(lán)(Nile Blue

)為模型分析物時(shí)，該平臺的檢測限(LOD)低于10?1? M，均體現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。

　　該平臺在抗干擾能力方面表現(xiàn)尤為突出。傳統(tǒng)SERS方法在高鹽環(huán)境中因納米顆粒團(tuán)聚而信號

驟降，在該水凝膠平臺中，三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有效避免了鹽誘導(dǎo)的顆粒聚集，耐蛋白干擾能力提升約100倍。

　　值得一提的是，該平臺無需依賴超疏水基底即可有效傳統(tǒng)液滴干燥法常見的“咖啡環(huán)效應(yīng)"，

上海自動化儀表三廠可在任意支撐材料上實(shí)現(xiàn)均勻的信號增強(qiáng)。

　　上海自動化儀表三廠該研究針對高鹽和富含蛋白質(zhì)等復(fù)雜基質(zhì)中痕量檢測的技術(shù)瓶頸，通過

水凝膠結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了分子篩分、抗鹽抗蛋白與信號增強(qiáng)的多重功能集成。在環(huán)境監(jiān)測

、食品安全檢驗(yàn)和生物醫(yī)學(xué)分析等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。