单位点电荷调控金衬底提升吡虫啉与矮壮素的拉曼检测性能

作者：房尊龙; 李备; 邹明强; 罗云敬^*; 王聪^*

来源：食品安全质量检测学报, 2023, 14(03): 18-25.

DOI：10.19812/j.cnki.jfsq11-5956/ts.2023.03.002

• 表面增强拉曼散射
• 单位点
• 表面电荷
• 吡虫啉
• 矮壮素

目的 建立基于单位点调控金衬底的表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman scattering, SERS)方法,定性和定量检测吡虫啉和矮壮素。方法 利用W单原子调控金纳米颗粒的表面电荷和位点电子结构,测试分析其对不同农药残留分子的SERS灵敏度、定量化的趋势变化。结果 吡虫啉的检出限(limits of detection, LODs)可以从单纯用Au衬底的100 ng/mL降低到10 ng/mL,矮壮素的LODs也可以从200 ng/mL降低到10 ng/mL,单位点增强SERS灵敏度均促使不同农药分子的LODs降低1～2个数量级。同时,经过调控后的金衬底均展示出良好的定量化效果。因此,单位点调控增强SERS性能的方法具有普适性。在机制方面,对比负载单位点前后的样品,测量Zeta电位和模拟局部电场强度,发现经单位点调控的衬底表面电位和电磁场都有较大增强。因此,库伦力增强分子的表面富集和电磁场增强拉曼散射信号,从而提升拉曼检测灵敏度,同时吸附位点的一致性也增强了拉曼数据的稳定性。结论 本研究利用实验与理论证实了单位点调控对SERS检测性能优化是一种非常有效的策略,依据单位点引起的电磁场增强及吸附富集、电荷转移的增强机制,建立“单位点”提升拉曼检测灵敏度和定量化准确度的方法,为单位点调控在该领域的深入研究提供了基础。

• 单位
  北京工业大学; 中国检验检疫科学研究院; 海南省食品检验检测中心