La détection des traces de gaz est essentielle pour surveiller la pollution de l'environnement et détecter les composés organiques volatils libérés par le corps humain. En tant qu'outil analytique puissant pour identifier les molécules traces, la spectroscopie Raman améliorée en surface (SERS) permet une amplification remarquable des signaux Raman normaux en utilisant l'effet de résonance plasmon de surface et l'effet de transfert de charge avec une excellente sensibilité, une capacité de détection non invasive et un effet d'empreinte digitale unique, et il a été largement utilisé dans le domaine de l'analyse, en particulier pour la détection de gaz.

Le professeur Zhang Zhiqiang et le Dr Sun Jiaojiao de l'Institut d'ingénierie et de technologie biomédicales de Suzhou (SIBET) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) ont récemment développé un substrat SERS en forme de rosette tridimensionnelle (3D) très sensible (BigAuNP/Au /ZnO/P).

Le substrat SERS a été fabriqué en combinant le mérite de la morphologie 3D des réseaux de nanotiges de ZnO sur une membrane poreuse flexible en poly (fluorure de vinylidène) (PVDF) et la croissance chimique in situ de graines de nanoparticules d'Au sur les nanotiges de ZnO recouvertes d'un film Au. , qui a produit une hétérostructure BigAuNP/Au/ZnO/P en forme de rosette 3D avec d'abondants points chauds actifs en SERS qui ont considérablement amélioré l'effet de résonance plasmon de surface localisé et l'effet de transfert de charge de l'amélioration Raman.

Utilisation de p -acide mercaptobenzoïque (p -MBA) en tant que molécules sondes avec une concentration jusqu'à 10 ^-13 M, le substrat SERS présentait un facteur d'amélioration aussi élevé que 2,27 × 10 ⁷ avec une excellente uniformité et reproductibilité.

Plus important encore, les structures poreuses de la membrane PVDF peuvent faciliter l'interaction des "points chauds" avec les analytes et aider à la détection sélective d'une cible gazeuse dans des conditions environnementales complexes.

Les chercheurs ont sélectionné la putrescine et la cadavérine pour vérifier la praticabilité du substrat SERS flexible 3D dans la détection de gaz. Utilisation de p -Monocouche moléculaire de MBA comme interface de détection, la putrescine gazeuse et la cadavérine ont été sélectivement capturées par réaction d'amide à faible concentration (putrescine :1,26 × 10 ^-9 M; cadavérine :2,5 × 10 ^-9 M), la limite de détection était de deux à trois ordres de grandeur inférieure à celle rapportée précédemment, indiquant la bonne performance de détection de gaz de ce substrat SERS.

Grâce à sa flexibilité, sa porosité et ses excellentes performances SERS, ce substrat flexible 3D peut être intégré à des dispositifs microfluidiques et à des spectromètres Raman portables pour construire un système de détection SERS sur site.

Un tel système devrait permettre une capture et un enrichissement efficaces des bactéries, des virus et des polluants dans les aérosols pour des applications telles que la détermination de la qualité des aliments, la surveillance de l'environnement et le diagnostic des maladies.

Des résultats pertinents ont été publiés dans Analytical Chemistry , intitulé "Analyse SERS ultrasensible de la putrescine liquide et gazeuse et de la cadavérine par un substrat poreux flexible décoré d'une nanostructure en forme de rosette 3D." + Explorer plus loin

Détection attomolaire :fabrication d'un substrat de diffusion Raman amélioré en surface