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拉曼光譜研究收獲新突破 西安交大發表新成果
2023年12月21日 14:17:06
來源：化工儀器網 點擊量：5086
拉曼光譜是一種基于拉曼效應的無損分析技術，通過拉曼光譜，可以分析物質的化學結構、相和形態、結晶度及分子相互作用的詳細信息。
所謂拉曼效應，指的是光波在被散射后頻率發生變化的現象。激光光源的高強度入射光被分子散射時，大多數散射光與入射激光具有相同的波長(顏色)，這種散射稱為瑞利散射。然而，還有極小一部分(大約1/109)散射光的波長(顏色)與入射光不同，其波長的改變由測試樣品(所謂散射物質)的化學結構所決定，這部分散射光稱為拉曼散射。
由于不同物質的拉曼光譜不同，因此它就像是材料的化學指紋，通過比對就可以快速的確定材料的種類，從而完成物質分析的的工作。也正因為如此，在后續的發展中，拉曼光譜也不斷的實現技術上的突破，并誕生了表面增強拉曼光譜(SERS)和單分子表面增強拉曼散射(SM-SERS)等更深層次的無損檢測技術。
不過隨著技術的發展，相關的問題也隨之產生，其中也包括了SERS以及SM-SERS在商業檢測中信號無法實現高度可重復、均勻、穩定的缺陷。甚至在這些缺陷的影響下，SERS以及SM-SERS在單分子及衡量分子水平檢測上并沒有達到預期的效果，盡管SM-SERS技術的檢測能力已經具備了超靈敏的單分子水平。
而就在最近，西安交通大學生命學院方吉祥教授團隊在相關研究上收獲了突破，他們在早期表面增強拉曼光譜(SERS)和單分子表面增強拉曼散射(SM-SERS)研究基礎上得到進展，提出了限域增強拉曼光譜(Confined-Enhanced Raman Spectroscopy，簡稱CERS)以及避免SM-SERS閃爍信號的新機制。目前相關論文已經發表在《納米快報》(NANO LETTERS)上。
論文中提到，SM-SERS的發現在1997年重新點燃了業內對于拉曼光譜的興趣，但是其呈現出的“on and off”時序波動現象卻讓SM-SERS在實際應用中變得非常不利。而方吉祥教授團隊針對這個問題，采取在銀、金甚至其他等離激元納米材料表面原位構建一個活性的封裝殼層作為解決方法。活性封裝殼層可以限域并錨定待測分子于等離激元納米粒子表面，從而避免分子發生吸附-解吸附行為，進而避免了閃爍信號的出現。論文內容可以在ACS Publications查閱。
值得一提的是，該研究成果有利于拉曼光譜更好的被用于醫療、化工等領域，也有望為拉曼光譜未來的發展提供重要的理論基礎。
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