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公司董事長在JACS上發表關于表面增強拉曼光譜自動捕獲目標物分子的通用方法的研究工作
發布日期:2021-05-21   瀏覽次數:2740

        近日,公司董事長楊良保研究員等開發了一種熱點自動捕獲目標物分子的表面增強拉曼光譜(SERS)方法,并提出基于納米毛細泵的較小間隙主動捕獲目標分子的原理模型。該成果以A General Surface Enhanced Raman Spectroscopy Method for Actively Capturing Target Molecules in Small Gaps為題,發表在《美國化學會志》(J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/jacs.1c02169)上。

表面增強拉曼光譜(SERS)是一種分子光譜,具有快速、高靈敏和指紋識別的特性。楊良保研究員團隊一直從事表面增強拉曼光譜(SERS)方面的研究,取得了一系列研究成果,包括2020年度國家技術發明二等獎《拉曼光譜快速檢測毒品毒物的增強基片、方法及儀器的關鍵技術》(已公示,孟國文、楊良保、董榮錄等人)。本部分研究工作通過在液液界面組裝大面積單層納米粒子膜(圖1),將高密度熱點的納米粒子膜覆蓋在待測目標物分子之上,在溶劑揮發過程中,由于毛細力作用,目標物分子不斷經過納米粒子間隙,在小間隙處分子信號被極大的放大,從而實現高靈敏檢測。本研究一改SERS領域之前“筑巢引鳳”的隨機思路,轉變成在高鐵站出口處的“甕中捉鱉”的高效方法。讓SERS之光投射到超痕量甚至單分子水平,讓SERS檢測之光輻照到更廣闊的領域,讓SERS檢測實用化逼近最后一公里。


圖1.目標小分子隨溶劑向納米粒子間隙(熱點)處運動原理示意圖。

研究結果表明,該方法具有高度普適性,可實現幾乎所有類型分子的高靈敏檢測(圖2),包括塑化劑、有機污染物、抗腫瘤藥物、毒物、毒素、農藥殘留、染料、抗生素、爆炸物和氨基酸。同時,也成功地將其應用于光熱刺激下單細胞死亡過程的原位監測(圖3)。該方法為目標分子主動運動到最佳熱點開辟了新途徑,為實現超靈敏檢測或監測生物系統物質轉化、細胞行為或化學動力學過程等研究提供了平臺和策略。


《圖2. 不同類型目標物分子SERS檢測光譜圖。a) 鄰苯二甲酸丁芐酯 (10-8 M ~ 10-11 M);b) 結晶紫溶液 (10-8 M ~ 10-11 M); c) 芘 (10-7 M ~ 10-10 M);d) 百草枯溶液 (10-7 M ~ 10-10 M);e) 3,3',4,4'-四氯聯苯 (10-7 M ~ 10-10 M);f) 孔雀石綠 (10-8 M ~ 10-11 M);g) 溴敵隆 (10-7 M ~ 10-10 M);h) 5-氟尿嘧啶 (10-5 M ~ 10-8 M);i) 冰毒 (10-6 M ~ 10-9 M);j) 2,4,6-三硝基甲苯 (10-5 M ~ 10-8 M);k) 節球藻毒素 (10-6 M ~ 10-9 M);l) 半胱氨酸 (10-5 M ~ 10-8 M)。

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文章報道:葛美紅
文章編輯:葛美紅

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