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微電子所在表面增強拉曼生化檢測研究領(lǐng)域取得進(jìn)展
2020年06月28日 08:51:21
來源：中國科學(xué)院微電子研究所 點擊量：4686
近日，中國科學(xué)院微電子研究所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心研究員陳大鵬課題組與中北大學(xué)教授熊繼軍課題組合作，在表面增強拉曼(SERS)生化檢測研究領(lǐng)域取得了階段性進(jìn)展。
【化工儀器網(wǎng) 科技前沿】近日，中國科學(xué)院微電子研究所集成電路先導(dǎo)工藝研發(fā)中心研究員陳大鵬課題組與中北大學(xué)教授熊繼軍課題組合作，在表面增強拉曼(SERS)生化檢測研究領(lǐng)域取得了階段性進(jìn)展?？蒲腥藛T提出一種基于納米森林的超疏水高粘附基底用于分子的雙重富集，所制備的3D結(jié)構(gòu)的金/銀納米雜化結(jié)構(gòu)能很好地將待測物分子限制在“熱點”處，從而實現(xiàn)分子富集與雜化結(jié)構(gòu)的有效融合。所制備的SERS基底可實現(xiàn)超低濃度分子的檢測，且對混合農(nóng)藥具備特異性檢測能力。這種基底的研制為多組分檢測提供了新的思路。
圖1.基于3D Au/Ag-NCF納米雜化的SERS器件的制備工藝
采用課題組開發(fā)的納米森林，以金納米顆粒為掩膜進(jìn)行二次刻蝕，在納米森林頂端形成3D“金納米籠”，再通過濺射銀顆粒形成3D金/銀納米雜化結(jié)構(gòu)。雙金屬結(jié)構(gòu)不同局域表面等離子共振(LSPR)模式的耦合, 使之具備等離激元多重雜化特性。由于納米雜化和復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)引起的等離子體與其他光學(xué)共振模式的多重耦合，使其能夠?qū)崿F(xiàn)電磁場的高效增強，再結(jié)合超疏水高粘附形成的分子二次富集，可以將分子濃縮在有效“熱點”處，還可以進(jìn)一步提高分子檢測能力。對于孔雀石綠與福美雙分別可以實現(xiàn)10-15M與10-11M的低極限檢測，對于食品安全檢測具有應(yīng)用潛力。
圖2.不同納米結(jié)構(gòu)的電磁場模擬模型及結(jié)果
相關(guān)研究成果以Parahydrophobic 3D nanohybrid substrates with two pathways of molecular enrichment and multilevel plasmon hybridization(DOI: 10.1016/j.snb.2020.128357)為題，發(fā)表在Sensors and Actuators B: Chemical上。
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