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纳米粒子将光谱技术推向新高度
发布:kittyll   时间:2018/2/1 13:41:26   阅读:686 
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随着医学和药理学在纳米尺度方面的研究不断升级,识别和表征不同的分子变得越来越为重要。拉曼光谱是一种利用激光散射来识别分子的技术,但是其在低信号量的情况下,如在稀释的样本中检测到分子的能力就变得非常有限。

印度海德拉巴大学(the University of Hyderabad)的一组研究人员通过在纳米线上负载纳米粒子,实现了拉曼散射强度的提高,从而改善了其对低浓度分子的检测能力。
 

利用银纳米粒子修饰的硅纳米线和表面增强拉曼散射技术可以检测低浓度的分子

该团队用不同密度的银纳米粒子修饰垂直排列的硅纳米线,最终使其三维形状的结构得到了增强。他们的研究成果已发表在《Applied Physics》杂志上,研究结果表明:他们的装置能够提高细胞蛋白和高氯酸铵的拉曼信号,使其增加了10万倍。

“更加完美的是,我们可以用简单的化学方法来提高这些纳米线的密度,”论文的作者之一Soma Venugopal Rao说道:“如果你有大量的纳米线,你就相应地可以将更多的银纳米粒子负载到纳米线表面,从而进一步提高基材的灵敏度。”

将必要的纳米结构应用到仪器设备上仍然是该领域面临的挑战。目前。用硅纳米线在三维空间上构建这些结构已经引起了人们越来越多的注意,因为硅纳米线具有更高的表面积和更好的性能;但是硅纳米线的生产成本仍然很高。

而该研究团队却找到了一种更便宜的方法来制造硅纳米线,该技术被称为“化学蚀刻(electroless etching)”技术。他们采用该技术制造了各种尺寸的纳米线,然后用银纳米粒子来修饰这些纳米线;这些纳米粒子具有可变和可控的密度,从而增加了纳米线的表面积。

论文的另一位作者Nageswara Rao说道:“我们为了优化这些垂直对齐的结构,在开始时花了大量的时间。为了达到增加表面积这一目的,在研究中需要不断地改变纵横比。”

在优化的银纳米粒子修饰硅纳米线的三维结构下,检测纳米级的罗丹明染料的灵敏度被显著提高了1万到10万倍;另外,研究人员在DNA检测中发现了一种核苷酸——胞嘧啶,以及一种可能检测爆炸物的分子——高氯酸铵,它们分别以稀释后的浓度50和10微摩尔存在。

这些结果让研究团队有理由相信,该技术可能很快就能检测出纳摩尔级甚至更低的皮摩尔级浓度的化合物。未来,他们的研究方向包括用不同的纳米粒子(如金)进行试验,增加纳米线的清晰度,或者用不同类型的分子测试这些设备等。

作者:V. S. Vendamani
来源:American Institute of Physics
译者:兔子小光
译自:phys.org

 
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