东华大学查刘生课题组在SERS基底研究方面取得系列进展

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2014/12/09

私聊

拉曼光谱

自1974年，Fleischmann 等人第一次在吡啶吸附的粗糙银电极上观察到表面增强拉曼效应(SERS)信号。由于SERS可以使拉曼强度增大几个数量级，提供了极高的表面检测灵敏度，为人们刻画了很好的应用前景，在国际上很快就掀起了SERS研究的热潮。我国在80年代初期就有一批科学家开始了SERS的研究工作，近年来越来越多的课题组踏入这个领域，几乎呈指数增长。

　　在SERS研究领域中，定量分析一直是一个挑战，而定量分析首要的挑战是增强基底的均一性和可靠性。目前国内有很多课题组致力于SERS基底的研究工作，东华大学分析测试中心查刘生教授课题组近年来针对SERS分析方法中存在的结果重复性差、适用分析对象较少等问题，研究了几种新型的SERS基底，取得了一系列进展。

　　为提高Au纳米棒(AuNR)作为SERS基底的分析测试结果的重复性和灵敏度，查刘生教授课题组制备了直径和长度的相对标准偏差均小于10%、以AuNR为核和Ag为壳层的双金属纳米棒Au@AgNR，如下图：

图TEM (a)AuNRs;(b)_~(h) Au@AgNRs-1_~Au@AgNRs-7

　　而且，该课题组以Au@AgNR为SERS基底分析水溶液中微量的对巯基苯甲酸(4 -MBA)，结果发现SERS信号强度在一定范围内随着Au@AgNR中Ag壳层厚度的增加而增强。

图SERS信号强度与Au@AgNR中Ag壳层厚度的关系
(a) AuNRs;(b)_~(h)Au@AgNRs-1_~Au@AgNRs-7

　　水溶液中对巯基苯甲酸的浓度与其SERS信号强度之间有良好的线性关系，线性相关系数超过0.98。相关研究成果发表在Journal of Raman Spectroscopy期刊上(J. Raman Spectrosc. 2014, 45：431–437.)

　　此外，该课题组还将粒径在10～15nm范围内的Ag纳米粒子分别负载在温度刺激响应性微凝胶、pH刺激响应性微凝胶和pH/温度双重刺激响应性微凝胶中，用这三种制得的载Ag纳米粒子智能杂化微凝胶作为SERS基底，检测水溶液中微量的对巯基苯甲酸，可通过升高检测温度和/或降低样品溶液的pH值来提高SERS信号强度。相关研究成果发表在RSC Advances和Journal of Materials Chemistry C等期刊上(RSC Advances, 2013, 3:3384~3390;J. Mater. Chem. C, 2014, 2, 7326–7335.)

　　合成以Au纳米棒为核的、交联聚(N-异丙基丙烯酰胺)为壳层的具有核壳结构的温度刺激响应性杂化微凝胶，以该智能杂化微凝胶作为SERS基底，通过升高测试温度可检测到水溶液中微量的、难以吸附在贵金属表面的1-萘酚的SERS信号，为环境水样中微量酚类化合物的检测提供了一种新的方法。相关研究成果发表在Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects期刊上(Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects, 2014, 452:46–50)。

　　感兴趣可以联系试用该课题组SERS基底：lszha@dhu.edu.cn。

　　查刘生个人简介

　　查刘生，博士，教授，博士生导师

　　1985年毕业于合肥工业大学化学工程系高分子化工专业，获工学学士学位。

　　1990年毕业于中国科技大学应用化学系分析化学专业，获理学硕士学位。

　　2003年毕业于复旦大学高分子科学系高分子化学与物理专业，获理学博士学位。

　　1995年破格晋升为副研究员。

　　1998年被遴选为安徽大学“高分子化学与物理”学位点的硕士研究生导师。

　　2000年晋升为教授。

　　2006年被遴选为东华大学“材料科学与工程”学位点的博士研究生导师。

　　2011年到美国Clemson 大学生物工程系做访问学者。

　　曾任安徽大学高分子材料研究所副所长，安徽大学现代实验技术中心主任，安徽省材料学会副理事长，安徽省化学会理事，安徽省计量协会常务理事，安徽省计量协会检测技术工作委员会副主任，东华大学分析测试中心主任和技术负责人。

　　现任全国染料标准化技术委员会印染助剂分技术委员会顾问委员，上海市计量测试学会理事，国家级实验室资质认定评审员，“中国无机分析化学”杂志编委。

　　主要学术业绩

　　主持过国家科委地方重大科技攻关项目、国家自然科学基金项目和教育部科技研究重点项目等十几项国家级和省部级科研项目，1项成果获省部级科技进步三等奖，在“Advanced Materials”, “Macromolecular Rapid Communications”,“Soft Matter”等学术期刊上发表论文110多篇，其中被SCI收录的有40多篇,获准国家发明专利7项。目前主要研究方向：新型SERS基底;智能微/纳米凝胶及其组装形成的智能材料;高分子材料结构分析。

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