De onderzoeksgroep van Yang Liangbao van het Institute of Health and Medical Technology, Hefei Institutes of Physical Science (HFIPS), Chinese Academy of Science (CAS) heeft onlangs een oppervlakte-verbeterde Raman-spectroscopie (SERMS)-methode ontwikkeld om doelmoleculen automatisch te vangen in AgNP/MoS₂ nano-pockets, die zeer gevoelige en langdurige dynamische detectie van sommige chemische reactieprocessen mogelijk maken.

De resultaten zijn gepubliceerd in Analytical Chemistry en geselecteerd als vooromslag.

Surface-enhanced Raman-spectroscopie (SERS) is een soort moleculaire spectroscopie met snelle, zeer gevoelige en vingerafdrukidentificatie-eigenschappen.

"Dit onderzoek is gebaseerd op onze eerdere SERS-studies", zegt prof. Yang Liangbao, "waar we al jaren mee bezig zijn."

In dit experiment bedekte het team een ​​monolaagfilm met nanodeeltjes met een groot oppervlak met een tweedimensionaal materiaal genaamd MoS₂ en maakte een AgNP/MoS₂ nano-'zak'. Deze nanopocket werd vervolgens op de te testen doelmoleculen geplaatst. Met behulp van een multifysisch veldmodel en een eindige-elementensimulatiemethode analyseerde het team de verdeling van de elektrische veldverbetering van de AgNP/MoS₂ nanopocketstructuur in zowel oplossing als lucht, evenals het dynamische proces van verdamping van de oplossing.

Ze ontdekten dat de nanopocket niet alleen een hoge dichtheid aan hotspots bezat, maar ook het vermogen had om moleculen actief te vangen. Vergeleken met een enkellaags Ag NP-film, de toevoeging van MoS₂ vertraagde de verdamping van de oplossing, breidde het venster van SERS-detectie uit en versterkte het elektrische veld verder. Deze structuur maakte een hoge gevoeligheid en stabiliteit mogelijk bij dynamische SERS-detectie gedurende maximaal 8 minuten.

Bovendien kan deze structuur worden gebruikt voor het detecteren van antitumormedicijnen en het monitoren van structurele veranderingen van xanthine in serum.

Verwacht wordt dat de gerelateerde methoden meer toepasbaar zullen zijn voor de in-situ detectie van stoftransformaties of andere chemische reactiekinetieken in biologische systemen, aldus het team.

Meer informatie: Siyu Chen et al., Ontwikkeling van een MoS₂ /Ag NP Nanopocket om doelmoleculen te vangen voor oppervlakte-verbeterde detectie van Raman-verstrooiing met stabiliteit op lange termijn en hoge gevoeligheid, Analytische chemie (2023). DOI:10.1021/acs.analchem.3c00665

Journaalinformatie: Analytische chemie

Aangeboden door Hefei Institutes of Physical Science, Chinese Academie van Wetenschappen