Name: लेखक स्पॉटलाइट: संश्लेषित AgNPs का उपयोग करके SERS लचीले सब्सट्रेट का विकास और अनुप्रयोग
Uploaded: 2023-11-17T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Development and Application of SERS Flexible Substrates Using Synthesized AgNPs at JoVE.com

अनुसंधान चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (अनुदान संख्या 61974004 और 61931018), साथ ही चीन के राष्ट्रीय कुंजी अनुसंधान एवं विकास कार्यक्रम (अनुदान संख्या 2021YFB3200100) द्वारा समर्थित है। अध्ययन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप तक पहुंच प्रदान करने के लिए पेकिंग विश्वविद्यालय के इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी प्रयोगशाला को स्वीकार करता है। इसके अतिरिक्त, अनुसंधान रमन माप में उनकी सहायता के लिए यिंग कुई और पेकिंग विश्वविद्यालय के स्कूल ऑफ अर्थ एंड स्पेस साइंस के लिए धन्यवाद देता है।

1. नैनोकणों का संश्लेषण
<ol><li>सिल्वर नाइट्रेट समाधान की तैयारी<ol><li>एक सटीक वजन संतुलन का उपयोग करके, एआर-ग्रेड सिल्वर नाइट्रेट (एग्नो3, सामग्री की तालिकादेखें) के 0.0017 ग्राम को मापें और इसे 10 ए...

R6G और Thiram के SERS डिटेक्शन के लिए फ्लेक्सिबल सब्सट्रेट का निर्माण

<ol>
	<li>Zheng, F., Ke, W., Shi, L., Liu, H., Zhao, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasmonic+Au-Ag+janus+nanoparticle+engineered+ratiometric+surface-enhanced+Raman+scattering+aptasensor+for+ochratoxin+A+detection.">Plasmonic Au-Ag janus nanoparticle engineered ratiometric surface-enhanced Raman scattering aptasensor for ochratoxin A detection.</a> Analytical Chemistry. 91 (18), 11812-11820 (2019).</li><li>Zhou, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Size-tunable+gold+aerogels:+a+durable+and+misfocus-tolerant+3D+substrate+for+multiplex+SERS+detection.">Size-tunable gold aerogels: a durable and misfocus-tolerant 3D substrate for multiplex SERS detection.</a> Advanced Optical Materials. 9 (17), 2100352 (2021).</li><li>Fan, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graphene+oxide+and+shape-controlled+silver+nanoparticle+hybrids+for+ultrasensitive+single-particle+surface-enhanced+Raman+scattering+(SERS)+sensing.">Graphene oxide and shape-controlled silver nanoparticle hybrids for ultrasensitive single-particle surface-enhanced Raman scattering (SERS) sensing.</a> Nanoscale. 6 (9), 4843-4851 (2014).</li><li>Xu, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graphene-veiled+gold+substrate+for+surface-enhanced+Raman+spectroscopy.">Graphene-veiled gold substrate for surface-enhanced Raman spectroscopy.</a> Advanced Materials. 25 (6), 928-933 (2013).</li><li>Li, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graphene-coated+Si+nanowires+as+substrates+for+surface-enhanced+Raman+scattering.">Graphene-coated Si nanowires as substrates for surface-enhanced Raman scattering.</a> Applied Surface Science. 541, 0169-4332 (2021).</li><li>Chin, C. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High+sensitivity+enhancement+of+multi-shaped+silver-nanoparticle-decorated+hydrophilic+PVDF-based+SERS+substrates+using+solvating+pretreatment.">High sensitivity enhancement of multi-shaped silver-nanoparticle-decorated hydrophilic PVDF-based SERS substrates using solvating pretreatment.</a> Sensors and Actuators: B. Chemistry. 347, 130614 (2021).</li><li>Volpe, G., Noack, M., Acimovic, S. S., Reinhardt, C., Quidant, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Near-field+mapping+of+plasmonic+antennas+by+multiphoton+absorption+in+poly(methyl+methacrylate).">Near-field mapping of plasmonic antennas by multiphoton absorption in poly(methyl methacrylate).</a> Nano Letters. 12 (9), 4864-4868 (2012).</li><li>Novikov, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fractal+shaped+periodic+metal+nanostructures+atop+dielectric-metal+substrates+for+SERS+applications.">Fractal shaped periodic metal nanostructures atop dielectric-metal substrates for SERS applications.</a> ACS Photonics. 7 (7), 1708-1715 (2020).</li><li>Li, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=300+mm+wafer-level,+ultra-dense+arrays+of+Au-capped+nanopillars+with+sub-10+nm+gaps+as+reliable+SERS+substrates.">300 mm wafer-level, ultra-dense arrays of Au-capped nanopillars with sub-10 nm gaps as reliable SERS substrates.</a> Nanoscale. 6 (21), 12391-12396 (2014).</li><li>Mecker, L. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Selective+melamine+detection+in+multiple+sample+matrices+with+a+portable+Raman+instrument+using+surface-enhanced+Raman+spectroscopy-active+gold+nanoparticles.">Selective melamine detection in multiple sample matrices with a portable Raman instrument using surface-enhanced Raman spectroscopy-active gold nanoparticles.</a> Analytica Chimica Acta. 733, 48-55 (2012).</li><li>Shao, J. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=PLLA+nanofibrous+paper-based+plasmonic+substrate+with+tailored+hydrophilicity+for+focusing+SERS+detection.">PLLA nanofibrous paper-based plasmonic substrate with tailored hydrophilicity for focusing SERS detection.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 7, 5391-5399 (2015).</li><li>Chen, Y. M., Ge, F. Y., Guang, S. Y., Cai, Z. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Low-cost+and+large-scale+flexible+SERS-cotton+fabric+as+a+wipe+substrate+for+surface+trace+analysis.">Low-cost and large-scale flexible SERS-cotton fabric as a wipe substrate for surface trace analysis.</a> Applied Surface Science. 436, 111-116 (2018).</li><li>Yang, L., Zhen, S. J., Li, Y. F., Huang, C. Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silver+nanoparticles+deposited+on+graphene+oxide+for+ultrasensitive+surface-enhanced+Raman+scattering+immunoassay+of+cancer+biomarker.">Silver nanoparticles deposited on graphene oxide for ultrasensitive surface-enhanced Raman scattering immunoassay of cancer biomarker.</a> Nanoscale. 10, 11942-11947 (2018).</li><li>Creedon, N. C., Lovera, P., Furey, A., O'Riordan, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transparent+polymer-based+SERS+substrates+templated+by+a+soda+can.">Transparent polymer-based SERS substrates templated by a soda can.</a> Sensors and Actuators, B. 259, 64-74 (2018).</li><li>Shiohara, A., Langer, J., Polavarapu, L., Marzan, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Solution+processed+polydimethylsiloxane/gold+nanostar+flexible+substrates+for+plasmonic+sensing.">Solution processed polydimethylsiloxane/gold nanostar flexible substrates for plasmonic sensing.</a> Nanoscale. 6, 9817-9823 (2014).</li><li>Guo, H. Y., Jiang, D., Li, H. B., Xu, S. P., Xu, W. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+efficient+construction+of+silver+nanosphere+dimers+on+poly+(dimethylsiloxane)+sheets+for+surface-enhanced+Raman+scattering.">Highly efficient construction of silver nanosphere dimers on poly (dimethylsiloxane) sheets for surface-enhanced Raman scattering.</a> Journal of Physical Chemistry C. 117, 564-570 (2013).</li><li>Park, S., Lee, J., Ku, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transparent+and+flexible+surface-enhanced+Raman+scattering+(SERS)+sensors+based+on+gold+nanostar+arrays+embedded+in+silicon+rubber+film.">Transparent and flexible surface-enhanced Raman scattering (SERS) sensors based on gold nanostar arrays embedded in silicon rubber film.</a> ACS Applied Materials Interfaces. 9, 44088-44095 (2017).</li><li>Li, L. M., Chin, W. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+fabrication+of+a+flexible+and+transparent+Ag+nanocubes@+PDMS+film+as+a+SERS+substrate+with+high+performance.">Rapid fabrication of a flexible and transparent Ag nanocubes@ PDMS film as a SERS substrate with high performance.</a> ACS Applied Materials &amp; Interfaces. 12 (33), 37538-37548 (2020).</li><li>Yang, J. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantitative+detection+using+two-dimensional+shell-isolated+nanoparticle+film.">Quantitative detection using two-dimensional shell-isolated nanoparticle film.</a> Journal of Raman Spectroscopy. 48, 919-924 (2017).</li><li>Fortuni, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+situ+synthesis+of+Au-shelled+Ag+nanoparticles+on+PDMS+for+flexible,+long-life,+and+broad+spectrum-sensitive+SERS+substrates.">In situ synthesis of Au-shelled Ag nanoparticles on PDMS for flexible, long-life, and broad spectrum-sensitive SERS substrates.</a> Chemical Communications. 53 (82), 11298-11301 (2017).</li><li>Wu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Graphene+oxide+scroll+meshes+prepared+by+molecular+combing+for+transparent+and+flexible+electrodes.">Graphene oxide scroll meshes prepared by molecular combing for transparent and flexible electrodes.</a> Advanced Materials Technologies. 2 (2), 1600231 (2017).</li><li>Li, Z. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Silver+nanowire-templated+molecular+nanopatterning+and+nanoparticle+assembly+for+surface-enhanced+Raman+scattering.">Silver nanowire-templated molecular nanopatterning and nanoparticle assembly for surface-enhanced Raman scattering.</a> Chemistry-A European Journal. 25 (45), 10561-10565 (2019).</li><li>Zhan, H. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transfer+printing+for+preparing+nanostructured+PDMS+film+as+flexible+SERS+active+substrate.">Transfer printing for preparing nanostructured PDMS film as flexible SERS active substrate.</a> Composites Part B: Engineering. 84, 222-227 (2016).</li><li>West, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Searching+for+better+plasmonic+materials.">Searching for better plasmonic materials.</a> Laser &amp; Photonics Reviews. 4, 795-808 (2010).</li><li>Anastassiades, M., Lehotay, S. J., &#352;tajnbaher, d., Schenck, F. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+and+easy+multiresidue+method+employing+acetonitrile+extraction/partitioning+and+&amp;#34;dispersive+solid-phase+extraction&amp;#34;+for+the+determination+of+pesticide+residues+in+produce.">Fast and easy multiresidue method employing acetonitrile extraction/partitioning and &amp;#34;dispersive solid-phase extraction&amp;#34; for the determination of pesticide residues in produce.</a> Journal of AOAC International. 86 (2), 412-431 (2003).</li><li>Zhu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+green+chemistry+synthesis+of+Ag+nanoparticles+and+their+concentrated+distribution+on+PDMS+elastomer+film+for+more+sensitive+SERS+detection.">A green chemistry synthesis of Ag nanoparticles and their concentrated distribution on PDMS elastomer film for more sensitive SERS detection.</a> , (2017).</li><li>Damalas, C. A., Eleftherohorinos, I. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pesticide+exposure,+safety+issues,+and+risk+assessment+indicators.">Pesticide exposure, safety issues, and risk assessment indicators.</a> International Journal of Environmental Research and Public Health. 8 (5), 1402-1419 (2011).</li><li>Zannotti, M., Rossi, A., Giovannetti, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SERS+activity+of+silver+nanosphere,+triangular+nanoplates,+hexagonal+nanoplates+and+quasi-spherical+nanoparticles:+effect+of+shape+and+morphology.">SERS activity of silver nanosphere, triangular nanoplates, hexagonal nanoplates and quasi-spherical nanoparticles: effect of shape and morphology.</a> Coatings. 10, 288 (2020).</li><li>Zhu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Large-scale+fabrication+of+ultrasensitive+and+uniform+surface-enhanced+Raman+scattering+substrates+for+the+trace+detection+of+pesticides.">Large-scale fabrication of ultrasensitive and uniform surface-enhanced Raman scattering substrates for the trace detection of pesticides.</a> Nanomaterials. 8 (7), 520 (2018).</li><li>Lu, H., Zhu, L., Zhang, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mixing+assisted+&amp;#34;hot+spots&amp;#34;+occupying+SERS+strategy+for+highly+sensitive+in+situ+study.">Mixing assisted &amp;#34;hot spots&amp;#34; occupying SERS strategy for highly sensitive in situ study.</a> Analytical Chemistry. 90 (7), 4535-4543 (2018).</li><li>Mao, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfluidic+surface-enhanced+Raman+scattering+sensors+based+on+nanopillar+forests+realized+by+an+oxygen-plasma-stripping-of-photoresist+technique.">Microfluidic surface-enhanced Raman scattering sensors based on nanopillar forests realized by an oxygen-plasma-stripping-of-photoresist technique.</a> Small. 10 (1), 127-134 (2014).</li><li>Zhang, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small+and+sharp+triangular+silver+nanoplates+synthesized+utilizing+tiny+triangular+nuclei+and+their+excellent+SERS+activity+for+selective+detection+of+Thiram+residue+in+soil.">Small and sharp triangular silver nanoplates synthesized utilizing tiny triangular nuclei and their excellent SERS activity for selective detection of Thiram residue in soil.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 9, 17387-17398 (2017).</li><li>Zhu, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Detection+of+dithiocarbamate+pesticides+with+a+spongelike+surface-enhanced+raman+scattering+substrate+made+of+reduced+graphene+oxide-wrapped+silver+nanocubes.">Detection of dithiocarbamate pesticides with a spongelike surface-enhanced raman scattering substrate made of reduced graphene oxide-wrapped silver nanocubes.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 9, 39618-39625 (2017).</li><li>Zhu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+sensitive+and+label-free+determination+of+thiram+residue+using+surface-enhanced+Raman+spectroscopy+(SERS)+coupled+with+paper-based+microfluidics.">Highly sensitive and label-free determination of thiram residue using surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) coupled with paper-based microfluidics.</a> Analytical Methods. 9, 6186-6193 (2017).</li><li>Yu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gold-nanorod-coated+capillaries+for+the+SERS-based+detection+of+Thiram.">Gold-nanorod-coated capillaries for the SERS-based detection of Thiram.</a> ACS Applied Nano Materials. 2 (1), 598-606 (2019).</li><li>Zhang, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+and+non-invasive+surface-enhanced+Raman+spectroscopy+(SERS)+detection+of+chlorpyrifos+in+fruits+using+disposable+paper-based+substrates+charged+with+gold+nanoparticle/halloysite+nanotube+composites.">Rapid and non-invasive surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) detection of chlorpyrifos in fruits using disposable paper-based substrates charged with gold nanoparticle/halloysite nanotube composites.</a> Mikrochim Acta. 189, 189-197 (2022).</li><li>Lee, C. H., Tian, L., Singamaneni, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Paper-based+SERS+swab+for+rapid+trace+detection+on+real-world+surfaces.">Paper-based SERS swab for rapid trace detection on real-world surfaces.</a> ACS Applied Materials and Interfaces. 2, 3429-3435 (2010).</li><li>Cheng, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drug+preconcentration+and+direct+quantification+in+biofluids+using+3D-printed+paper+cartridge.">Drug preconcentration and direct quantification in biofluids using 3D-printed paper cartridge.</a> Biosensors and Bioelectronics. 189, 113266-113277 (2021).</li></ol>

इस अध्ययन में, एक लचीला एसईआरएस सब्सट्रेट पेश किया गया था, जिसने रासायनिक संशोधन के माध्यम से एजीएनपी को पीडीएमएस से जोड़ा और उत्कृष्ट प्रदर्शन हासिल किया। कण संश्लेषण के दौरान, विशेष रूप से चांदी अमो?...

सरफेस-एन्हांस्ड रमन स्कैटरिंग (एसईआरएस), रमन स्कैटरिंग के एक प्रकार के रूप में, उच्च संवेदनशीलता और कोमल पहचान की स्थिति के फायदे प्रदान करता है, और यहां तक कि एकल अणु का पता लगाने 1,2,3,4 भी प्राप्त कर सकता है। धातु नैनोस्ट्रक्चर, जैसे सोने और चांदी, आमतौर पर पदार्थ का पता लगाने 5,6 को सक्षम करने के लिए एसईआरएस सब्सट्रेट के रूप में उपयोग किए जाते हैं। नैनोस्ट्रक्चर्ड सतहों पर विद्युत चुम्बकीय युग्मन वृद्धि एसईआरएस अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। अलग-अलग आकार, आकार, इंटरपार्टिकल दूरी और रचनाओं के साथ धातु नैनोस्ट्रक्चर स्थानीयकृत सतह प्लास्मोन अनुनादों 7,8 के कारण तीव्र विद्युत चुम्बकीय क्षेत्र उत्पन्न करने वाले कई "हॉटस्पॉट" बनाने के लिए एकत्र हो सकते हैं। कई अध्ययनों ने एसईआरएस सब्सट्रेट के रूप में विभिन्न आकृति विज्ञान के साथ धातु नैनोकणों को विकसित किया है, जो एसईआरएस वृद्धि 9,10 प्राप्त करने में उनकी प्रभावशीलता का प्रदर्शन करता है।
लचीले एसईआरएस सब्सट्रेट घुमावदार सतहों पर प्रत्यक्ष पहचान की सुविधा के लिए लचीले सब्सट्रेट पर जमा एसईआरएस प्रभाव पैदा करने में सक्षम नैनोस्ट्रक्चर के साथ व्यापक अनुप्रयोग पाते हैं। लचीले एसईआरएस सब्सट्रेट को अनियमित, गैर-प्लानर या घुमावदार सतहों पर विश्लेषणों का पता लगाने और एकत्र करने के लिए नियोजित किया जाता है। आम लचीला एसईआरएस सब्सट्रेट फाइबर, बहुलक फिल्मों, और ग्राफीन ऑक्साइड फिल्मों11,12,13,14 शामिल हैं. उनमें से, पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन (पीडीएमएस) सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली बहुलक सामग्री में से एक है और उच्च पारदर्शिता, उच्च तन्यता ताकत, रासायनिक स्थिरता, गैर-विषाक्तता और आसंजन15,16,17 जैसे फायदे प्रदान करता है। पीडीएमएस में रमन क्रॉस-सेक्शन कम है, जिससे रमन सिग्नल पर इसका प्रभाव नगण्य18 है। चूंकि पीडीएमएस प्रीपोलीमर तरल रूप में है, इसलिए इसे गर्मी या प्रकाश से ठीक किया जा सकता है, जिससे उच्च स्तर की नियंत्रणीयता और सुविधा मिलती है। पीडीएमएस आधारित एसईआरएस सब्सट्रेट अपेक्षाकृत सामान्य लचीले एसईआरएस सब्सट्रेट हैं, जिनका उपयोग पिछले अध्ययनों में अनुकरणीय प्रदर्शन19,20 के साथ विभिन्न जैव रासायनिक पदार्थों का पता लगाने के लिए विभिन्न धातु नैनोकणों को एम्बेड करने के लिए किया गया है।
एसईआरएस सब्सट्रेट की तैयारी में, नैनोगैप संरचनाओं का निर्माण महत्वपूर्ण है। भौतिक जमाव प्रौद्योगिकी उच्च मापनीयता, एकरूपता, और प्रजनन क्षमता जैसे फायदे प्रदान करता है, लेकिन आम तौर पर अच्छी वैक्यूम शर्तों और विशेष उपकरणों की आवश्यकता होती है, इसके व्यावहारिक अनुप्रयोगों को सीमित21. इसके अतिरिक्त, कुछ नैनोमीटर पैमाने पर nanostructures fabricating पारंपरिक बयान तकनीक22 के साथ चुनौतीपूर्ण बनी हुई है. नतीजतन, रासायनिक तरीकों के माध्यम से संश्लेषित नैनोकणों को विभिन्न इंटरैक्शन के माध्यम से लचीली पारदर्शी फिल्मों पर adsorbed किया जा सकता है, जिससे नैनोस्केल पर धातु संरचनाओं की आत्म-असेंबली की सुविधा मिलती है। सफल सोखना सुनिश्चित करने के लिए, बातचीत शारीरिक रूप से या रासायनिक अपनी सतह hydrophilicity23 को बदलने के लिए फिल्म की सतह को संशोधित द्वारा समायोजित किया जा सकता है. सोने नैनोकणों की तुलना में चांदी नैनोकणों, बेहतर एसईआरएस प्रदर्शन का प्रदर्शन, लेकिन उनकी अस्थिरता, विशेष रूप से हवा में ऑक्सीकरण के लिए उनकी संवेदनशीलता, सब्सट्रेट प्रदर्शन24 को प्रभावित करते हुए, एसईआरएस संवर्धन कारक (ईएफ) में तेजी से कमी के परिणामस्वरूप. इसलिए, एक स्थिर कण विधि विकसित करना आवश्यक है।
कीटनाशक अवशेषों की उपस्थिति ने महत्वपूर्ण ध्यान आकर्षित किया है, जिससे क्षेत्र25,26 में भोजन में खतरनाक रसायनों के विभिन्न वर्गों का तेजी से पता लगाने और पहचान करने में सक्षम मजबूत तरीकों की आवश्यकता पैदा हुई है। लचीले एसईआरएस सब्सट्रेट व्यावहारिक अनुप्रयोगों में अद्वितीय लाभ प्रदान करते हैं, विशेष रूप से खाद्य सुरक्षा के क्षेत्र में। यह लेख एक पीडीएमएस सब्सट्रेट(चित्रा 1)पर संश्लेषित ग्लूकोज-लेपित चांदी नैनोकणों (एजीएनपी) को जोड़कर एक लचीला एसईआरएस सब्सट्रेट तैयार करने के लिए एक विधि का परिचय देता है। ग्लूकोज की उपस्थिति एजीएनपी की रक्षा करती है, हवा में चांदी के ऑक्सीकरण को कम करती है। सब्सट्रेट उत्कृष्ट पहचान प्रदर्शन प्रदर्शित करता है, जो रोडामाइन 6G (R6G) को 10-10 M जितना कम और कीटनाशक थिरम को 10-8 M जितना कम अच्छी एकरूपता के साथ पता लगाने में सक्षम है। इसके अलावा, लचीला सब्सट्रेट संबंध और नमूनाकरण के माध्यम से पता लगाने के लिए नियोजित किया जा सकता है, कई संभावित अनुप्रयोग परिदृश्यों के साथ.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ammonia (NH3.H2O, 25%)</td>
			<td>Beijing Chemical Works</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>APTES (98%)</td>
			<td>Beyotime</td>
			<td>ST1087</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>BD-20AC Laboratory Chrona Treater</td>
			<td>Electro-Technic Products Inc.</td>
			<td>12051A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-glucose</td>
			<td>Beijing Chemical Works</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Environmental Scanning electron microscope (ESEM)</td>
			<td>FEI</td>
			<td>QUANTA 250</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Raman microscope</td>
			<td>Horiba JY</td>
			<td>LabRAM HR Evolution</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rhodamine 6G</td>
			<td>Beijing Chemical Works</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicone Elastomer Base and Silicone Elastomer Curing Agent</td>
			<td>Dow Corning Corporation</td>
			<td>SYLGARD 184</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver nitrate</td>
			<td>Beijing Chemical Works</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thiram (C6H12N2S2, 99.9%)</td>
			<td>Beijing Chemical Works</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

fabrication of polydimethylsiloxane (pdms)-based flexible surface-enhanced raman scattering (sers) substrate for ultrasensitive detection

यह लेख सतह-एन्हांस्ड रमन स्कैटरिंग (एसईआरएस) के लिए डिज़ाइन किए गए एक लचीले सब्सट्रेट के लिए एक निर्माण विधि प्रस्तुत करता है। सिल्वर नैनोकणों (एजीएनपी) को सिल्वर नाइट्रेट (एग्नो3) और अमोनिया से जुड़े एक जटिलता प्रतिक्रिया के माध्यम से संश्लेषित किया गया था, इसके बाद ग्लूकोज का उपयोग करके कमी की गई थी। परिणामी एजीएनपी ने 20 एनएम से 50 एनएम तक एक समान आकार वितरण का प्रदर्शन किया। इसके बाद, 3-एमिनोप्रोपाइल ट्राइथॉक्सीसिलेन (एपीटीईएस) को पीडीएमएस सब्सट्रेट को संशोधित करने के लिए नियोजित किया गया था जिसे ऑक्सीजन प्लाज्मा के साथ सतह-इलाज किया गया था। इस प्रक्रिया ने सब्सट्रेट पर एजीएनपी की स्व-असेंबली की सुविधा प्रदान की। सब्सट्रेट प्रदर्शन पर विभिन्न प्रयोगात्मक स्थितियों के प्रभाव का एक व्यवस्थित मूल्यांकन उत्कृष्ट प्रदर्शन और एक बढ़ाया कारक (ईएफ) के साथ एक एसईआरएस सब्सट्रेट के विकास के लिए नेतृत्व किया. इस सब्सट्रेट का उपयोग करते हुए, R6G (रोडामाइन 6G) के लिए 10-10 M और थिरम के लिए 10-8 M की प्रभावशाली पहचान सीमा हासिल की गई। सेब पर कीटनाशक अवशेषों का पता लगाने के लिए सब्सट्रेट को सफलतापूर्वक नियोजित किया गया था, जिससे अत्यधिक संतोषजनक परिणाम मिले। लचीला एसईआरएस सब्सट्रेट जटिल परिदृश्यों में पता लगाने सहित वास्तविक दुनिया के अनुप्रयोगों के लिए बड़ी क्षमता प्रदर्शित करता है।

Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS), as a type of Raman scattering, offers the advantages of high sensitivity and gentle detection conditions, and can even achieve single molecule detection1,2,3,4. Metal nanostructures, such as gold and silver, are typically used as SERS substrates to enable substance detection5,6. Electromagnetic coupling enhancement on nanostructured surfaces plays a significant role in SERS applications. Metallic nanostructures with varying sizes, shapes, interparticle distances, and compositions can aggregate to create numerous &#34;hotspots&#34; generating intense electromagnetic fields due to localized surface plasmon resonances7,8. Many studies have developed metal nanoparticles with different morphologies as SERS substrates, demonstrating their effectiveness in achieving SERS enhancement9,10.
Flexible SERS substrates find wide applications, with nanostructures capable of producing SERS effects deposited on flexible substrates to facilitate direct detection on curved surfaces. Flexible SERS substrates are employed for detecting and collecting analytes on irregular, non-planar, or curved surfaces. Common flexible SERS substrates include fibers, polymer films, and graphene oxide films11,12,13,14. Among them, polydimethylsiloxane (PDMS) is one of the most widely used polymer materials and offers advantages such as high transparency, high tensile strength, chemical stability, non-toxicity, and adhesion15,16,17. PDMS has a low Raman cross-section, making its impact on the Raman signal negligible18. Since the PDMS prepolymer is in liquid form, it can be cured by heat or light, providing a high degree of controllability and convenience. PDMS-based SERS substrates are relatively common flexible SERS substrates, having been used in previous studies to embed various metal nanoparticles for detecting different biochemical substances with exemplary performance19,20.
In the preparation of SERS substrates, the fabrication of nanogap structures is crucial. Physical deposition technology offers advantages like high scalability, uniformity, and reproducibility but typically requires good vacuum conditions and specialized equipment, limiting its practical applications21. Additionally, fabricating nanostructures at the few-nanometer scale remains challenging with conventional deposition techniques22. Consequently, nanoparticles synthesized through chemical methods can be adsorbed onto flexible transparent films through various interactions, facilitating the self-assembly of metallic structures at the nanoscale. To ensure successful adsorption, interactions can be adjusted by physically or chemically modifying the film surface to alter its surface hydrophilicity23. Silver nanoparticles, compared to gold nanoparticles, exhibit better SERS performance, but their instability, particularly their susceptibility to oxidation in air, results in a rapid decrease in the SERS Enhancement Factor (EF), affecting substrate performance24. Hence, it is essential to develop a stable particle method.
The presence of pesticide residues has garnered significant attention, creating a pressing need for robust methods capable of rapidly detecting and identifying various classes of hazardous chemicals in food in the field25,26. Flexible SERS substrates offer unique advantages in practical applications, particularly in the realm of food safety. This article introduces a method for preparing a flexible SERS substrate by bonding synthesized glucose-coated silver nanoparticles (AgNPs) onto a PDMS substrate (Figure 1). The presence of glucose protects the AgNPs, mitigating silver oxidation in the air. The substrate demonstrates excellent detection performance, capable of detecting Rhodamine 6G (R6G) as low as 10-10 M and pesticide Thiram as low as 10-8 M, with good uniformity. Moreover, the flexible substrate can be employed for detection through bonding and sampling, with numerous potential application scenarios.

लेखक स्पॉटलाइट: संश्लेषित AgNPs का उपयोग करके SERS लचीले सब्सट्रेट का विकास और अनुप्रयोग 

अल्ट्रासेंसिटिव डिटेक्शन के लिए पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन (पीडीएमएस) आधारित लचीली सतह-वर्धित रमन स्कैटरिंग (एसईआरएस) सब्सट्रेट का निर्माण

This protocol describes preparing SERS flexible substrates, applying them to actual detection scenarios. The SERS flexible substrate offered by this protocol is environmental friendly and achieves good detection performance. The silver nanoparticles can be synthesized easily by simple vessels, and do not require complicated experimental conditions and environment.In our laboratory, we plan to focus on researching the silver nanoparticles synthesized through the vessel used in this study. We'll explore methods to enhance their SERS detection capabilities, and leverage their unique properties and characteristics to design better performing SERS detection substrates.

इस अध्ययन में, ग्लूकोज में लिपटे सिंथेटिक एजीएनपी से बना एक लचीला एसईआरएस सब्सट्रेट विकसित किया गया था और एपीटीईएस का उपयोग करके पीडीएमएस पर स्व-इकट्ठे किया गया था, जो व्यावहारिक कीटनाशक पहचान अनुप्र?...

Watch this Scientific Journal Video about Development and Application of SERS Flexible Substrates Using Synthesized AgNPs at JoVE.com

यह प्रोटोकॉल सतह-वर्धित रमन बिखरने के लिए एक लचीले सब्सट्रेट के लिए एक निर्माण विधि का वर्णन करता है। इस पद्धति का उपयोग R6G और थिरम की कम सांद्रता का सफल पता लगाने में किया गया है।

This article presents a fabrication method for a flexible substrate designed for Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS). Silver nanoparticles (AgNPs) ...

यह प्रोटोकॉल एसईआरएस लचीले सब्सट्रेट तैयार करने का वर्णन करता है, उन्हें वास्तविक पहचान परिदृश्यों पर लागू करता है। इस प्रोटोकॉल द्वारा की पेशकश की एसईआरएस लचीला सब्सट्रेट पर्यावरण के अनुकूल है और अच्छा पता लगाने के प्रदर्शन को प्राप्त करता है। चांदी नैनोकणों को सरल जहाजों द्वारा आसानी से संश्लेषित किया जा सकता है, और जटिल प्रयोगात्मक स्थितियों और पर्यावरण की आवश्यकता नहीं होती है।हमारी प्रयोगशाला में, हम इस अध्ययन में उपयोग किए जाने वाले पोत के माध्यम से संश्लेषित चांदी के नैनोकणों पर शोध करने पर ध्यान केंद्रित करने की योजना बना रहे हैं। हम उनकी एसईआरएस डिटेक्शन क्षमताओं को बढ़ाने के तरीकों का पता लगाएंगे, और बेहतर प्रदर्शन करने वाले एसईआरएस डिटेक्शन सबस्ट्रेट्स को डिजाइन करने के लिए उनके अद्वितीय गुणों और विशेषताओं का लाभ उठाएंगे।

fabrication-polydimethylsiloxane-pdms-based-flexible-surface-enhanced

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabrication of polydimethylsiloxane (PDMS)-Based Flexible Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) Substrate for Ultrasensitive Detection

This article presents a fabrication method for a flexible substrate designed for Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS). Silver nanoparticles (AgNPs) were synthesized through a complexation reaction involving silver nitrate (AgNO3) and ammonia, followed by reduction using glucose. The resulting AgNPs exhibited a uniform size distribution ranging from 20 nm to 50 nm. Subsequently, 3-aminopropyl triethoxysilane (APTES) was employed to modify a PDMS substrate that had been surface-treated with oxygen plasma. This process facilitated the self-assembly of AgNPs onto the substrate. A systematic evaluation of the impact of various experimental conditions on substrate performance led to the development of a SERS substrate with excellent performance and an Enhanced Factor (EF). Utilizing this substrate, impressive detection limits of 10-10 M for R6G (Rhodamine 6G) and 10-8 M for Thiram were achieved. The substrate was successfully employed for detecting pesticide residues on apples, yielding highly satisfactory results. The flexible SERS substrate demonstrates great potential for real-world applications, including detection in complex scenarios.

This protocol describes a fabrication method for a flexible substrate for surface-enhanced Raman scattering. This method has been used in the successful detection of low concentrations of R6G and Thiram.

Synthesis of Silver Nanoparticles and Preparation of Flexible SERS Detection Substrate

To prepare silver nitrate solution, measure 0.0017 grams of AR grade silver nitrate on a weighing balance. Add the weighed powder to 10 milliliters of deionized water and stir the mixture. Draw one milliliter of AR grade ammonia water using a syringe and add it to the silver nitrate solution while stirring, until the solution becomes clear.To prepare 0.2 molar glucose solution, weigh 0.36 grams of glucose powder and add it to 10 milliliters of deionized water. Stir the mixture thoroughly. Next, using a pipette gun, add 30 microliters of the silver ammonia complex into the glucose solution at 30 minute intervals.To synthesize yellow colored silver nanoparticles. To synthesize the PDMS substrate, take five grams of PDMS A solution and add B solution into it, at a ratio of one to 10. Stir the mixture thoroughly.Transfer the mixed PDMS into a square Petri dish and bake it in an 80 degree Celsius oven for two hours. Once cured, use a scalpel to cut the PDMS along the dark grid of the dish, creating small cubes. Next, move the handheld plasma processor back and forth over the PDMS piece for surface plasma treatment.For APTES modification, immerse the surface modified PDMS pieces into 10%APTES solution for 10 hours. Finally, immerse the PDMS substrate into the silver nanoparticle solution for 10 hours. ESEM images showed uniformity in synthesized nanoparticles with diameters between 20 and 50 nanometers.The Surface-Enhanced Raman Scattering signals for fabricated PDMS substrates displayed excellent detection capability, reaching a limit of 10 to the negative 10th molar for R6G with notable enhancement effect. The substrate also showed Thiram detection with clear characteristic peaks, up to 10 to the minus eighth molar. The paste and peel method on the apple surface show the detection of Thiram up to 10 to the minus seventh molar, indicating the effectiveness of the substrate for identifying pesticide residues on fruit surfaces.