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Fabricação de substrato Raman Flexível Surface-Enhanced Raman (SERS) à base de polidimetilsiloxano (PDMS) para detecção ultrassensível
Neste Artigo
Resumo
Este protocolo descreve um método de fabricação de um substrato flexível para espalhamento Raman intensificado por superfície. Este método tem sido utilizado na detecção bem sucedida de baixas concentrações de R6G e Thiram.
Resumo
Este artigo apresenta um método de fabricação de um substrato flexível projetado para espalhamento Raman Intensificado por Superfície (SERS). Nanopartículas de prata (AgNPs) foram sintetizadas através de uma reação de complexação envolvendo nitrato de prata (AgNO3) e amônia, seguida de redução usando glicose. As AgNPs resultantes exibiram uma distribuição de tamanho uniforme variando de 20 nm a 50 nm. Posteriormente, 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES) foi empregado para modificar um substrato de PDMS que havia sido tratado superficialmente com plasma de oxigênio. Esse processo facilitou a automontagem das AgNPs no substrato. Uma avaliação sistemática do impacto de várias condições experimentais no desempenho do substrato levou ao desenvolvimento de um substrato SERS com excelente desempenho e um Enhanced Factor (EF). Utilizando este substrato, foram alcançados impressionantes limites de detecção de 10-10 M para R6G (Rodamina 6G) e 10-8 M para Thiram. O substrato foi empregado com sucesso na detecção de resíduos de agrotóxicos em maçãs, com resultados altamente satisfatórios. O substrato flexível SERS demonstra grande potencial para aplicações no mundo real, incluindo detecção em cenários complexos.
Introdução
O espalhamento Raman aprimorado por superfície (SERS), como um tipo de espalhamento Raman, oferece as vantagens de alta sensibilidade e condições de detecção suaves, podendo até mesmo alcançar a detecção de uma única molécula 1,2,3,4. Nanoestruturas metálicas, como ouro e prata, são tipicamente usadas como substratos SERS para permitir a detecção de substâncias 5,6. O aprimoramento do acoplamento eletromagnético em superfícies nanoestruturadas desempenha um papel significativo em apl....
Protocolo
1. Síntese de nanopartículas
- Preparação de solução de nitrato de prata
- Usando uma balança de pesagem de precisão, meça 0,0017 g de nitrato de prata grau AR, (AgNO3, ver Tabela de Materiais) e adicione-o a 10 mL de água deionizada (DI). Agite a mistura para criar uma solução de AgNO 3 10-3 mol/L.
- Preparação do complexo prata-amônia
- Tomar 1 mL de água de amônia grau AR (NH3. H2O, ver Tabela de Materiais) usando uma seringa, e adicioná-la gota a gota na solução de nitrato de prata enquanto agita. Pare a adição gota a gota....
Resultados Representativos
Neste estudo, um substrato flexível SERS composto por AgNPs sintéticas envoltas em glicose e auto-montadas em PDMS usando APTES foi desenvolvido, alcançando excelente desempenho de detecção para aplicações práticas de detecção de pesticidas. Os limites de detecção para R6G e Thiram foram atingidos em 10-10 M e 10-8 M, respectivamente, com um Enhancement Factor (EF) de 1 x 10 5. Além disso, o substrato demonstrou uniformidade.
As AgNPs envoltas em g.......
Discussão
Neste estudo, foi introduzido um substrato SERS flexível, que ligou AgNPs ao PDMS através de modificação química e obteve excelente desempenho. Durante a síntese de partículas, especificamente na síntese do complexo amônia de prata (etapa 1.2), a cor da solução desempenha um papel crucial. A adição de muita água de amônia em gotas pode afetar adversamente a qualidade da síntese de AgNPs, potencialmente levando a resultados de detecção malsucedidos. Deve-se atentar para a modificação do substrato (etap.......
Divulgações
Os autores declaram não haver conflitos de interesse.
Agradecimentos
A pesquisa é apoiada pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (Grant No. 61974004 e 61931018), bem como pelo National Key R&D Program of China (Grant No. 2021YFB3200100). O estudo reconhece o Laboratório de Microscopia Eletrônica da Universidade de Pequim por fornecer acesso a microscópios eletrônicos. Além disso, a pesquisa se estende graças a Ying Cui e à Escola de Ciências da Terra e do Espaço da Universidade de Pequim por sua assistência nas medições Raman.
....Materiais
| 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 |
Referências
- Zheng, F., Ke, W., Shi, L., Liu, H., Zhao, Y. Plasmonic Au-Ag janus nanoparticle engineered ratiometric surface-enhanced Raman scattering aptasensor for ochratoxin A detection. Analytical Chemistry. 91 (18), 11812-11820 (2019).
- Zhou, L., et al.
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