Fabrication d’un substrat de diffusion Raman amélioré en surface (SERS) flexible à base de polydiméthylsiloxane (PDMS) pour la détection ultrasensible

Résumé

Ce protocole décrit une méthode de fabrication d’un substrat flexible pour la diffusion Raman améliorée en surface. Cette méthode a été utilisée avec succès dans la détection de faibles concentrations de R6G et de thirame.

Résumé

Cet article présente une méthode de fabrication d’un substrat flexible conçu pour la diffusion Raman améliorée en surface (SERS). Les nanoparticules d’argent (AgNPs) ont été synthétisées par une réaction de complexation impliquant du nitrate d’argent (AgNO₃) et de l’ammoniac, suivie d’une réduction à l’aide de glucose. Les AgNPs qui en ont résulté présentaient une distribution granulométrique uniforme allant de 20 nm à 50 nm. Par la suite, le 3-aminopropyl triéthoxysilane (APTES) a été utilisé pour modifier un substrat de PDMS qui avait été traité en surface avec du plasma d’oxygène. Ce procédé a facilité l’auto-assemblage des AgNPs sur le substrat. Une évaluation systématique de l’impact de diverses conditions expérimentales sur les performances du substrat a conduit au développement d’un substrat SERS avec d’excellentes performances et un facteur amélioré (FE). En utilisant ce substrat, des limites de détection impressionnantes de 10-10 M pour le R6G (Rhodamine 6G) et de ^10-8 M pour le thirame ont été atteintes. Le substrat a été utilisé avec succès pour détecter les résidus de pesticides sur les pommes, ce qui a donné des résultats très satisfaisants. Le substrat SERS flexible présente un grand potentiel pour des applications réelles, y compris la détection dans des scénarios complexes.

Introduction

La diffusion Raman améliorée en surface (SERS), en tant que type de diffusion Raman, offre les avantages d’une sensibilité élevée et de conditions de détection douces, et peut même atteindre la détection d’une seule molécule 1,2,3,4. Les nanostructures métalliques, telles que l’or et l’argent, sont généralement utilisées comme substrats SERS pour permettre la détection de substances ^5,6. L’amélioration du couplage électromagnétique sur les surfaces nanostructurées joue un rôle import....

Protocole

1. Synthèse de nanoparticules

1. Préparation d’une solution de nitrate d’argent
   1. À l’aide d’une balance de précision, mesurez 0,0017 g de nitrate d’argent de qualité AR (AgNO₃, voir le tableau des matériaux) et ajoutez-le à 10 mL d’eau déminéralisée (DI). Remuer le mélange pour obtenir une solution d’AgNO 3 à ^10-3 mol/L.
2. Préparation du complexe argent-ammoniac
   1. Prendre 1 mL d’eau ammoniacale de qualité AR (NH₃. H₂O, voir tableau des matériaux) à l’aide d’une seringue, et l’ajouter goutte à goutte dans la solution de nitrate....

Discussion

Dans cette étude, un substrat SERS flexible a été introduit, qui a lié les AgNPs au PDMS par modification chimique et a obtenu d’excellentes performances. Lors de la synthèse des particules, en particulier dans la synthèse du complexe d’ammoniac argenté (étape 1.2), la couleur de la solution joue un rôle crucial. L’ajout d’une trop grande quantité d’eau ammoniacale peut nuire à la qualité de la synthèse des AgNPs, ce qui peut entraîner des résultats de détection infructueux. Une attention partic.......

matériels

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