Fabricación de sustrato de dispersión Raman mejorada en superficie flexible (SERS) basado en polidimetilsiloxano (PDMS) para detección ultrasensible

Resumen

Este protocolo describe un método de fabricación de un sustrato flexible para la dispersión Raman mejorada en superficie. Este método se ha utilizado en la detección exitosa de bajas concentraciones de R6G y Thiram.

Resumen

Este artículo presenta un método de fabricación para un sustrato flexible diseñado para la dispersión Raman mejorada en superficie (SERS). Las nanopartículas de plata (AgNPs) se sintetizaron a través de una reacción de complejación en la que intervinieron nitrato de plata (AgNO₃) y amoníaco, seguida de una reducción con glucosa. Las AgNPs resultantes exhibieron una distribución de tamaño uniforme que osciló entre 20 nm y 50 nm. Posteriormente, se empleó 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES) para modificar un sustrato de PDMS que había sido tratado superficialmente con plasma de oxígeno. Este proceso facilitó el autoensamblaje de AgNPs sobre el sustrato. Una evaluación sistemática del impacto de diversas condiciones experimentales en el rendimiento del sustrato condujo al desarrollo de un sustrato SERS con excelente rendimiento y un factor mejorado (FE). Utilizando este sustrato, se lograron impresionantes límites de detección de 10-10 M para R6G (Rhodamine 6G) y ^10-8 M para Thiram. El sustrato se empleó con éxito para la detección de residuos de plaguicidas en manzanas, obteniendo resultados altamente satisfactorios. El sustrato flexible de SERS demuestra un gran potencial para aplicaciones del mundo real, incluida la detección en escenarios complejos.

Introducción

La dispersión Raman mejorada en superficie (SERS), como un tipo de dispersión Raman, ofrece las ventajas de una alta sensibilidad y condiciones de detección suaves, e incluso puede lograr la detección de una sola molécula ^1,2,3,4. Las nanoestructuras metálicas, como el oro y la plata, se utilizan normalmente como sustratos SERS para permitir la detección de sustancias ^5,6. La mejora del acoplamiento electromagnético en superficies nanoestructuradas desempeña un papel importante en la....

Protocolo

1. Síntesis de nanopartículas

1. Preparación de la solución de nitrato de plata
   1. Con una balanza de pesaje de precisión, mida 0,0017 g de nitrato de plata de grado AR (AgNO₃, consulte la Tabla de materiales) y agréguelo a 10 ml de agua desionizada (DI). Revuelva la mezcla para crear una solución de AgNO 3 ^{de 10-3} mol/L.
2. Preparación del complejo plata-amoníaco
   1. Tome 1 ml de agua con amoníaco de grado AR (NH₃. H₂O, ver Tabla de Materiales) usando una jeringa, y agréguelo gota a gota en la solución de nitrato de plata mientras....

Discusión

En este estudio, se introdujo un sustrato SERS flexible, que unió AgNPs a PDMS a través de la modificación química y logró un excelente rendimiento. Durante la síntesis de partículas, específicamente en la síntesis del complejo de plata y amoníaco (paso 1.2), el color de la solución juega un papel crucial. La adición de demasiada agua de amoníaco gota a gota puede afectar negativamente a la calidad de la síntesis de AgNPs, lo que puede dar lugar a resultados de detección infructuosos. Se debe prestar atenc.......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
Ammonia (NH3.H2O, 25%)	Beijing Chemical Works
APTES (98%)	Beyotime	ST1087
BD-20AC Laboratory Chrona Treater	Electro-Technic Products Inc.	12051A
D-glucose	Beijing Chemical Works
Environmental Scanning electron microscope (ESEM)	FEI	QUANTA 250
Raman microscope	Horiba JY	LabRAM HR Evolution
Rhodamine 6G	Beijing Chemical Works
Silicone Elastomer Base and Silicone Elastomer Curing Agent	Dow Corning Corporation	SYLGARD 184
Silver nitrate	Beijing Chemical Works
Thiram (C6H12N2S2, 99.9%)	Beijing Chemical Works