祝贺SIEPM课题组硕士生高天在Langmuir上发表论文

    表面增强拉曼（SERS）作为一种成熟的光谱检测手段，被广泛地应用于物质检测和化学过程分析。合理设计金属纳米粒子及其柔性衬底是提升SERS检测性能的主要途径，但两者之间因缺少结合力而受限。最近，课题组发现具有普适黏附性的胺-醌共沉积涂层能够借助其表面丰富的官能团快速固定银纳米粒子，实现其表面金属化。胺-醌涂层充当了中间层，能够将多种柔性衬底和金属纳米粒子结合起来，形成SERS衬底并用于痕量物质检测（图一）。

图1. 以胺-醌共沉积涂层制备SERS衬底示意图

作者首先使用聚乙烯亚胺（PEI）和2-羟基-1，4-萘醌（HNQ）在Tris 缓冲液中通过迈克尔加成和席夫碱反应生成聚集体颗粒，随后颗粒逐渐沉积形成功能涂层。该涂层与各种基底之间可能存在π-π堆叠、疏水相互作用、氢键等，具有普适黏附性，所以聚合物薄片、金属片、硅片的表面等均能通过此种方法改性（图二）。

图2. 各种基材通过胺-醌涂层改性前后的实物图

胺-醌涂层表面富有氨基、羟基官能团，在水溶液中带有正电位。作者选择柠檬酸钠为稳定剂，使硼氢化钠还原生成的银纳米粒子呈现负电位。当胺-醌涂层改性后的基底在硝酸银-柠檬酸钠（AgNO₃/Na₃CA）溶液和硼氢化钠（NaBH₄）溶液中循环浸泡时，通过电荷作用，涂层表面能够快速固定银纳米粒子（图三）。

图3. 胺-醌共沉积涂层表面快速负载银纳米粒子示意图

实验还发现循环浸泡的次数决定了负载银纳米粒子的数目与平均尺寸，对SERS性能也有一定的影响（图四）。功能涂层的引入为SERS衬底的制备和改进提供了新的思路。

图4. (a)该SERS衬底对于10^-7 M R6G溶液的检测（曲线a-e分别对应2-6循环负载次数），(b) 对不同浓度的R6G溶液的检测。

这项工作受到了国家自然科学基金（22175151 and 51873192）的资助，相关论文“Rapid Immobilization of Silver Nanoparticles via Amino-quinone Coatings Enables Surface-Enhanced Raman Scattering Detection”发表在了Langmuir上。硕士研究生高天为第一作者，万灵书教授为通讯作者。

原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.langmuir.2c01836?ref=pdf