長春光機所提出波導耦合表面等離子體共振增強SERS方法

2021-01-08 手機光明網

　　近日，中國科學院長春光學精密機械與物理研究所應用光學國家重點實驗室劉鈺等科研人員，在The Journal of Physical Chemistry C上發表題為Surface Plasmon Field-Enhanced Raman Scattering Based on Evanescent Field Excitation of Waveguide-Coupled Surface Plasmon Resonance Configuration的研究論文，論文被選為封面文章（DOI: 10.1021/acs.jpcc.9b11018）。

　　研究人員構建了一套能夠同時測量表面等離子體共振（SPR）信號以及表面增強拉曼散射（SERS）信號的SPR-SERS顯微拉曼光譜儀。該研究中的SPR-SERS顯微拉曼光譜儀，以表面等離子體共振為基礎，集成SPR技術與SERS技術，可以同時檢測同一微區的SPR信號以及SERS信號，並獲得金屬表面生物分子相互作用時的SPR曲線，以及金屬表面生物分子相互作用前後SERS光譜信息，用於實時、原位的分析生物分子相互作用時的外在變化以及生物分子內在結構的變化，將物理學、化學、分析科學以及工程技術等優勢結合起來，易於發展新型的多維表面增強光譜檢測和傳感技術。

　　此外，該研究提出並製備了一種用於增強拉曼散射的波導耦合表面等離子體共振SERS基底，在SPR-SERS顯微拉曼光譜儀上進行了實驗驗證。實驗結果表明，該基底在SPR共振角下可以得到極強的SERS信號。該基底僅通過簡單的蒸鍍金屬膜以及介質膜即可獲得，且具有極強的SERS增強因子，增強因子達到6.2 × 10^7。該SERS基底製作簡單、成本低，增強因子可以與通過複雜的工藝製備的納米結構基底相媲美，促進SERS的應用及發展。

　　該研究為拉曼散射信號的增強提供了新的方法，為SPR，SERS以及生物檢測的研究及應用提供了新思路。研究工作得到國家自然科學基金、吉林省優秀青年基金、長春光機所曙光計劃以及應用光學國家重點實驗室自主基金等的支持。

SPR-SERS顯微拉曼光譜儀示意圖

[ 責編：戰釗 ]

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