导读

近期，首都师范大学李志鹏教授团队开发了一种微流控 SERS 芯片用于定量分析液体中的三聚氰胺和罗格列酮等弱亲和性分子。相关研究以“Microfluidic SERS chip for quantitative detection of weak surficial affinity molecules”为题目发表在期刊《Applied Surface Science》上。

本文要点：

1、表面增强拉曼散射（SERS）是一种功能强大的分子检测分析技术，SERS 与微流控系统的结合引起了人们极大的研究兴趣。

2、通过在微流体通道中制造柠檬酸盐修饰的银聚集体，开发出了能够定量分析弱亲和力分子的微流体 SERS 芯片。

3、银聚集体表面的柠檬酸盐可以通过氢键将分析物吸附在质子表面，并作为稳定的内标，从而解决了检测弱吸附分子和实现定量分析的难题。

4、微流控 SERS 芯片成功地定量检测了水和牛奶样品中的三聚氰胺，并检测了降糖药物罗格列酮。

5、该芯片有望扩展 SERS 应用领域，尤其是在实时液体分析和高效检测弱亲和力分子方面。

全文总结/概括： 

开发微流控SERS材料对弱亲和分子的定量检测有何意义？

开发用于定量检测弱亲和力分子的微流体 SERS 材料的意义在于，它能够在流体环境中对与等离子表面亲和力弱的分子进行稳健而灵敏的分析。由于分析物对金属表面的吸附力较弱，拉曼截面较小，因此传统上难以对其进行检测和定量。

此外，这些材料的开发还满足了生物诊断、药物分析和食品/环境监测等应用领域对低剂量、高效率和实时检测的需求。

图1.（a）左图：通过“激光直写”在微通道中制备银聚集体的示意图。右图：典型银聚集体的扫描电镜图像。（b）实时原位监测水相条件下柠檬酸盐在银聚集体上的SERS强度。（c）1382cm^-1处的时间依赖性SERS强度。

图2.（a）对比银聚集体上三聚氰胺的普通拉曼（I）和SERS（II）。插图展示了三聚氰胺分子的示意图。（b）使用DFT方法优化的Ag20-柠檬酸盐-三聚氰胺复合物构型。柠檬酸盐通过Ag-O键吸附在Ag表面。三聚氰胺通过胺基（三聚氰胺）与羧酸基（柠檬酸盐）的氢键结合被“困住”。（c）在银聚集体上随机获取的三聚氰胺的SERS。（d）-（e）在1_370cm-1处归一化前后I_701cm-1的RSD统计。

图3.（a）显示三聚氰胺溶液浓度从1×10^-5M到1×10^-8M逐渐减小的SERS光谱。（b）“I_701cm-1/I_1370cm-1”相对强度与三聚氰胺浓度的关系。黑色方块：实验值“I_701cm-1/I_1370cm-1”。红色曲线：Hill方程拟合。插图显示“I_701cm-1/I_1370cm-1”与三聚氰胺浓度（1×10^-6M~1×10^-8M）的线性拟合。误差条表示“I_701cm-1/I_1370cm-1”的标准偏差。

图4.（a）显示罗格列酮溶液浓度从1×10^-7M到5×10^-9M逐渐减小的SERS光谱。（b）“I_628cm-1/I_1370cm-1”相对强度与三聚氰胺浓度的关系。黑色方块：实验值“I_628cm-1/I_1370cm-1”。红色曲线：使用方程“y=0.19+0.86x”进行线性拟合。误差条表示“I_628cm-1/I_1370cm-1”的标准偏差。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2024.159476