拉曼光谱研究收获新突破西安交大发表新成果

2024-03-05 09:32:48来源：化工仪器网关键词：光谱阅读量：1100

导读：所谓拉曼效应，指的是光波在被散射后频率发生变化的现象。激光光源的高强度入射光被分子散射时，大多数散射光与入射激光具有相同的波长(颜色)，这种散射称为瑞利散射。

　　拉曼光谱是一种基于拉曼效应的无损分析技术，通过拉曼光谱，可以分析物质的化学结构、相和形态、结晶度及分子相互作用的详细信息。

　　所谓拉曼效应，指的是光波在被散射后频率发生变化的现象。激光光源的高强度入射光被分子散射时，大多数散射光与入射激光具有相同的波长(颜色)，这种散射称为瑞利散射。然而，还有极小一部分(大约1/109)散射光的波长(颜色)与入射光不同，其波长的改变由测试样品(所谓散射物质)的化学结构所决定，这部分散射光称为拉曼散射。

　　由于不同物质的拉曼光谱不同，因此它就像是材料的化学指纹，通过比对就可以快速的确定材料的种类，从而完成物质分析的的工作。也正因为如此，在后续的发展中，拉曼光谱也不断的实现技术上的突破，并诞生了表面增强拉曼光谱(SERS)和单分子表面增强拉曼散射(SM-SERS)等更深层次的无损检测技术。

　　不过随着技术的发展，相关的问题也随之产生，其中也包括了SERS以及SM-SERS在商业检测中信号无法实现高度可重复、均匀、稳定的缺陷。甚至在这些缺陷的影响下，SERS以及SM-SERS在单分子及衡量分子水平检测上并没有达到预期的效果，尽管SM-SERS技术的检测能力已经具备了超灵敏的单分子水平。

　　而就在最近，西安交通大学生命学院方吉祥教授团队在相关研究上收获了突破，他们在早期表面增强拉曼光谱(SERS)和单分子表面增强拉曼散射(SM-SERS)研究基础上得到进展，提出了限域增强拉曼光谱(Confined-Enhanced Raman Spectroscopy，简称CERS)以及避免SM-SERS闪烁信号的新机制。目前相关论文已经发表在《纳米快报》(NANO LETTERS)上。

　　论文中提到，SM-SERS的发现在1997年重新点燃了业内对于拉曼光谱的兴趣，但是其呈现出的“on and off”时序波动现象却让SM-SERS在实际应用中变得非常不利。而方吉祥教授团队针对这个问题，采取在银、金甚至其他等离激元纳米材料表面原位构建一个活性的封装壳层作为解决方法。活性封装壳层可以限域并锚定待测分子于等离激元纳米粒子表面，从而避免分子发生吸附-解吸附行为，进而避免了闪烁信号的出现。论文内容可以在ACS Publications查阅。

　　值得一提的是，该研究成果有利于拉曼光谱更好的被用于医疗、化工等领域，也有望为拉曼光谱未来的发展提供重要的理论基础。

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