A detecção de gases residuais é fundamental para monitorar a poluição ambiental e detectar compostos orgânicos voláteis liberados do corpo humano. Como uma poderosa ferramenta analítica para identificar traços de moléculas, a espectroscopia Raman de superfície aprimorada (SERS) permite uma notável amplificação de sinais Raman normais usando o efeito de ressonância de plasmon de superfície e o efeito de transferência de carga com excelente sensibilidade, capacidade de detecção não invasiva e efeito de impressão digital exclusivo, e tem sido amplamente utilizado no campo da análise, especialmente para detecção de gás.
O Prof. Zhang Zhiqiang e o Dr. Sun Jiaojiao do Instituto de Engenharia e Tecnologia Biomédica de Suzhou (SIBET) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) desenvolveram recentemente um substrato SERS tridimensional altamente sensível (3D) tipo roseta (BigAuNP/Au /ZnO/P).

O substrato SERS foi feito por uma combinação do mérito da morfologia 3D de matrizes de nanobastões de ZnO em uma membrana porosa flexível de poli (fluoreto de vinilideno) (PVDF) e o crescimento químico in situ de sementes de nanopartículas de Au nos nanobastões de ZnO revestidos com filme de Au , que produziu uma heteroestrutura BigAuNP/Au/ZnO/P semelhante a roseta 3D com abundantes hotspots ativos de SERS que aumentaram significativamente o efeito de ressonância plasmônica de superfície localizada e o efeito de transferência de carga do aprimoramento Raman.

Usando p ácido -mercaptobenzóico (p -MBA) como moléculas de sonda com uma concentração inferior a 10 ^-13 M, o substrato SERS apresentou um fator de aprimoramento tão alto quanto 2,27 × 10 ⁷ com excelente uniformidade e reprodutibilidade.

Mais importante ainda, as estruturas porosas da membrana de PVDF podem facilitar a interação de "pontos quentes" com analitos e auxiliar na detecção seletiva de um alvo gasoso em uma condição ambiental complexa.

Os pesquisadores selecionaram putrescina e cadaverina para verificar a praticabilidade do substrato SERS flexível 3D na detecção de gás. Usando p -MBA monocamada molecular como interface de detecção, putrescina gasosa e cadaverina foram capturadas seletivamente por reação de amida em baixa concentração (putrescina:1,26 × 10 ^-9 M; cadaverina:2,5 × 10 ^-9 M), o limite de detecção foi de duas a três ordens de magnitude inferior ao relatado anteriormente, indicando o bom desempenho de detecção de gás deste substrato SERS.

Usando sua flexibilidade, porosidade e excelente desempenho SERS, esse substrato flexível 3D pode ser integrado a dispositivos microfluídicos e espectrômetros Raman portáteis para construir um sistema de detecção SERS no local.

Espera-se que esse sistema permita a captura e o enriquecimento eficientes de bactérias, vírus e poluentes em aerossóis para aplicações que incluem determinação da qualidade de alimentos, monitoramento ambiental e diagnóstico de doenças.

Resultados relevantes foram publicados em Química Analítica , intitulado "Análise SERS ultrassensível de putrescina líquida e gasosa e cadaverina por um substrato poroso flexível decorado com nanoestrutura em forma de roseta 3D". + Explorar mais

Detecção attomolar:Fabricação de substrato de espalhamento Raman com superfície aprimorada