基于芯片實驗室技術(shù)的表面增強光譜學在分析科學中的應(yīng)用
本文選題:表面增強光譜 + 局域表面等離子共振; 參考:《光譜學與光譜分析》2017年02期
【摘要】:集成具有一序列微流控操作單元的芯片實驗室技術(shù),在微流控通道內(nèi)鋪陳金屬納米粒子(尤其是金、銀以及銅納米粒子)作為襯底,泵入多通道微納升分析物,用于聯(lián)用表面增強光譜在痕量、實時、原位、過程反應(yīng)等檢測中具有重要的意義。這種聯(lián)用檢測技術(shù)集成了芯片實驗室和表面光譜兩種技術(shù)的優(yōu)點:芯片實驗室技術(shù)集成流程式分步操作,實現(xiàn)篩選取樣,分段、實時反應(yīng)檢測,減小樣品量,穩(wěn)定測試環(huán)境等優(yōu)勢以及表面增強光譜的光譜響應(yīng)快,靈敏性和選擇性強、原位檢測等優(yōu)點。借助于Drude模型以及適當?shù)倪吔鐥l件,外電場引發(fā)金屬顆粒價電子的局域等離子振蕩,并推導(dǎo)了產(chǎn)生共振的局域表面等離子增強以及受激感應(yīng)偶極子振蕩產(chǎn)生表面拉曼增強的物理電磁增強機制。綜述了芯片實驗室表面局域等離子檢測在生物、醫(yī)藥、食品安全等方面的應(yīng)用,檢測通道的增加促使檢測效率有較大的提高,同時檢測限能力獲得較大的突破。綜述了芯片實驗室技術(shù)結(jié)合表面增強拉曼光譜公共安全、生物醫(yī)學、電化學和生物傳感器等領(lǐng)域的應(yīng)用,表面增強拉曼光譜的高度靈敏性以及指紋性應(yīng)用于痕量檢測。根據(jù)芯片實驗室技術(shù)在研究開發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)獲得不斷的進展,結(jié)合3D打印技術(shù),精準控制多通道結(jié)構(gòu)尺寸,更好地滿足設(shè)計的需求。表面等離子增強光譜以及表面增強拉曼光譜等表面光譜檢測技術(shù)在應(yīng)用上日趨成熟,獲得突破傳統(tǒng)顯微鏡的光學極限的分辨能力。這種聯(lián)用技術(shù)在實際定性或者半定量痕量分析檢測應(yīng)用中具有光明的前景。
[Abstract]:Integrating the chip lab technology with a sequence of microfluidic operation units, metal nanoparticles (especially gold, silver and copper nanoparticles) are placed in the microfluidic channels as substrates, and pumped into multichannel micronanotubes, It is of great significance in the detection of trace, real time, in situ, process reaction and so on. This kind of combined detection technology integrates the advantages of chip lab and surface spectrum technology: chip laboratory technology integrates flow step operation, realizes screening sampling, segmenting, real time reaction detection, and reduces sample size. It has the advantages of stable testing environment, fast spectral response, high sensitivity and selectivity, and in situ detection. With the help of the Drude model and the appropriate boundary conditions, the local plasma oscillation of valence electrons in metal particles is induced by an external electric field. The physical and electromagnetic enhancement mechanisms of local surface plasma enhancement and stimulated induced dipole oscillation are deduced. The applications of surface plasma detection in microchip laboratory in biology, medicine and food safety are reviewed. The increase of detection channels leads to a great improvement in detection efficiency and a great breakthrough in detection limit. The applications of chip lab technology in combination with surface enhanced Raman spectroscopy, common safety, biomedicine, electrochemistry and biosensor are reviewed. The high sensitivity of surface-enhanced Raman spectroscopy and the application of fingerprint in trace detection are reviewed. According to the research, development and application of chip lab technology, 3D printing technology has been used to accurately control the size of multi-channel structure to better meet the needs of the design. Surface plasma-enhanced spectroscopy and surface-enhanced Raman spectroscopy are becoming more and more mature in application, and the resolution ability to break through the optical limit of traditional microscopes is obtained. The combined technique has a bright future in the application of qualitative or semi-quantitative trace analysis.
【作者單位】: 中山大學測試中心;廣東食品藥品職業(yè)學院;
【基金】:國家自然科學基金項目(51373205,51303217,21576301)資助
【分類號】:O657.37
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,本文編號:1895977
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