表面增強拉曼散射課件

表面增強拉曼散射主講人:張沁怡組員:晉川川,胡澤敏,饒鑫表面增強拉曼散射主講人:張沁怡1如果毒品中混有其他白色粉末，怎么辦？如何修復(fù)一幅十二世紀(jì)的教堂壁畫?如果毒品中混有其他白色粉末，怎么辦？如何修復(fù)一幅十二世紀(jì)的教2表面增強拉曼散射是指當(dāng)一些分子被吸附到某些粗糙的金屬，如金、銀或銅的表面時，它們的拉曼譜線強度會得到極大地增強，這種不尋常的拉曼散射增強現(xiàn)象被稱為表面增強拉曼散射效應(yīng)。具體定義表面增強拉曼散射是指當(dāng)一些分子被吸附到某些粗糙的金屬，如金、3發(fā)展歷程第1篇有關(guān)SERS的文章是英國的Fleishmann研究組在1974年發(fā)表的Creighton等人通過詳細(xì)的實驗和理論研究后發(fā)現(xiàn)，信號增強遠(yuǎn)大于表面積的增加所能引起的信號增強。他們將此現(xiàn)象稱為表面增強拉曼散射效應(yīng)。SERS技術(shù)提升至單分子檢測水平，也是一個里程碑式的發(fā)展印度物理學(xué)家拉曼(C.V.Raman)于1928年發(fā)現(xiàn)了光的非彈性散射效應(yīng)，并因此于1930年獲諾貝爾物理學(xué)獎。發(fā)展歷程第1篇有關(guān)SERS的文章是英國的Fleishmann4SERSquenchesfluorescenceessentialoil10mmRamansilvercolloidsM.xpiperita514.5nm200015001000500Wavenumber/cm-1RamanIntensity

SERSquenchesfluorescenceesse5SERSimprovesthedetectionlimit:Adenine10-8

M10-7

M10-6

M10-5

M10-3

M10-2

M10-1

amanIntensityRamanWavenumber/cm-115001000500Wavenumber/cm-1

RamanIntensitySERS

SERSimprovesthedetectionli6HowdoesSERSwork?

TheSERSEMenhancementEOmetalcolloidexcitationdetectionSERSmoleculeHowdoesSERSwork?

TheSERS7機理電磁場增強化學(xué)增強表面等離子體共振避雷針效應(yīng)由于吸附物和金屬基底的化學(xué)成鍵導(dǎo)致非共振增強；由于吸附分子和表面吸附原子形成表面絡(luò)合物(新分子體系)而導(dǎo)致的共振增強；機理電磁場增強化學(xué)增強表面等離子體共振由于吸附物和金屬基底的8SERSEMenhancement–shapeeffectSERS:ExcitationofplasmonresonancesinAg(AuorCu)nanoparticles

RamanspectroscopyutilizesopticalpropertiesofnanostructuresWavelength[nm]SCS[nm]J.Kottmannetal.,IFHFieldTheoryGroup,ETHZürichAg,AuorCuWavelength/nmScatteringCrosssectionFieldenhancementSERSEMenhancement–shapeef9Typical

SERS

mediaTypical

SERS

media10從應(yīng)用的角度，需要制備穩(wěn)定的可再生的SERS基底(A)氧化鈦/金陣列合成示意圖；(B)銀陣列/氧化鈦顆粒合成示意圖；(C)氧化鐵/銀復(fù)合材料富集、組裝與檢測示意圖；(D)鎳磁性納米線的循環(huán)使用過程中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院智能所仿生功能材料研究中心新成果從應(yīng)用的角度，需要制備穩(wěn)定的可再生的SERS基底(A)氧化鈦11

FT-RamanBRUKERRFS100FT-RamanBRUKERRFS10012傅立葉變換-拉曼光譜儀FT-Raman

spectroscopy光源：Nd-YAG釔鋁石榴石激光器（1.064m）；檢測器：高靈敏度的銦鎵砷探頭；特點：（1）避免了熒光干擾；（2）精度高；（3）消除了瑞利譜線；（4）測量速度快。傅立葉變換-拉曼光譜儀FT-Ramanspectrosco13藥物分析藝術(shù)品修復(fù)快速檢測物質(zhì)測定應(yīng)用藥物分析藝術(shù)品修復(fù)快速檢測物質(zhì)測定應(yīng)用14中成藥中微量西藥成分的研究

中藥的熒光現(xiàn)象很強，而熒光是拉曼散射的“硬傷”，特別是在成分復(fù)雜的中藥中，西藥的光譜信號常常被強熒光遮蓋，常常表現(xiàn)為以上圖譜。中成藥中微量西藥成分的研究15

馬來酸羅格列酮標(biāo)準(zhǔn)品溶液的SERS譜圖（C=0.0003%）表面增強拉曼散射ppt課件16

添加了不同比例的馬來酸羅格列酮的中成藥水溶液的SERS譜圖（馬來酸羅格列酮添加于中成藥中的比例：a:1%,b:0.8%,c:0.5%,d:0.3%,e:0.1%，f:0%。表面增強拉曼散射ppt課件17藝術(shù)品修復(fù)This12centuryfrescoonachurchwallinItalyneededtoberestored.Whatpaintstouse?Ramananalysisclearlyidentifiedthepaintsandpigmentsthatwereoriginallypresent,permittingacorrectchoiceofcleaningmaterialsandsubsequentrepaintingtorestoreitsoriginalcondition.藝術(shù)品修復(fù)This12centuryfrescoon18天然翡翠及翡翠的A、B貨只要翡翠飾品的拉曼光譜中存在1116，1609，3069和1189cm-1四條有別于蠟而為環(huán)氧樹脂所特有的譜帶,尤其是前兩個譜帶,該樣品即可確定為翡翠B貨，同時樣品的熒光較天然翡翠強得多，如充填環(huán)氧樹脂翡翠和充填膠翡翠。天然翡翠及翡翠的A、B貨只要翡翠飾品的拉曼光譜中存在11119三聚氰胺的表面增強特征光譜圖

含5mg/L三聚氰胺的牛奶樣品的表面增強拉曼光譜

三聚氰胺的表面增強特征光譜圖20蘇丹紅的表面增強拉曼光譜

蘇丹紅原料的SERS圖譜(C=0.0001%)

蘇丹紅的表面增強拉曼光譜21

添加了0.05%蘇丹紅的番茄醬的SERS

表面增強拉曼散射ppt課件22基底定量化重現(xiàn)性表面增強拉曼光譜信號的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性主要取決于表面增強基底的納米結(jié)構(gòu)。尋找