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近日，公司董事長楊良保研究員等開發(fā)了一種熱點自動捕獲目標物分子的表面增強拉曼光譜（SERS）方法，并提出基于納米毛細泵的較小間隙主動捕獲目標分子的原理模型。該成果以A General Surface Enhanced Raman Spectroscopy Method for Actively Capturing Target Molecules in Small Gaps為題，發(fā)表在《美國化學(xué)會志》（J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/jacs.1c02169）上。
表面增強拉曼光譜（SERS）是一種分子光譜，具有快速、高靈敏和指紋識別的特性。楊良保研究員團隊一直從事表面增強拉曼光譜（SERS）方面的研究，取得了一系列研究成果，包括2020年度國家技術(shù)發(fā)明二等獎《拉曼光譜快速檢測毒品毒物的增強基片、方法及儀器的關(guān)鍵技術(shù)》（已公示，孟國文、楊良保、董榮錄等人）。本部分研究工作通過在液液界面組裝大面積單層納米粒子膜（圖1），將高密度熱點的納米粒子膜覆蓋在待測目標物分子之上，在溶劑揮發(fā)過程中，由于毛細力作用，目標物分子不斷經(jīng)過納米粒子間隙，在小間隙處分子信號被極大的放大，從而實現(xiàn)高靈敏檢測。本研究一改SERS領(lǐng)域之前“筑巢引鳳”的隨機思路，轉(zhuǎn)變成在高鐵站出口處的“甕中捉鱉”的高效方法。讓SERS之光投射到超痕量甚至單分子水平，讓SERS檢測之光輻照到更廣闊的領(lǐng)域，讓SERS檢測實用化逼近最后一公里。
研究結(jié)果表明，該方法具有高度普適性，可實現(xiàn)幾乎所有類型分子的高靈敏檢測（圖2），包括塑化劑、有機污染物、抗腫瘤藥物、毒物、毒素、農(nóng)藥殘留、染料、抗生素、爆炸物和氨基酸。同時，也成功地將其應(yīng)用于光熱刺激下單細胞死亡過程的原位監(jiān)測（圖3）。該方法為目標分子主動運動到最佳熱點開辟了新途徑，為實現(xiàn)超靈敏檢測或監(jiān)測生物系統(tǒng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化、細胞行為或化學(xué)動力學(xué)過程等研究提供了平臺和策略。
《圖2. 不同類型目標物分子SERS檢測光譜圖。a) 鄰苯二甲酸丁芐酯 (10-8 M ~ 10-11 M)；b) 結(jié)晶紫溶液 (10-8 M ~ 10-11 M)； c) 芘 (10-7 M ~ 10-10 M)；d) 百草枯溶液 (10-7 M ~ 10-10 M)；e) 3,3',4,4'-四氯聯(lián)苯 (10-7 M ~ 10-10 M)；f) 孔雀石綠 (10-8 M ~ 10-11 M)；g) 溴敵隆 (10-7 M ~ 10-10 M)；h) 5-氟尿嘧啶 (10-5 M ~ 10-8 M)；i) 冰毒 (10-6 M ~ 10-9 M)；j) 2,4,6-三硝基甲苯 (10-5 M ~ 10-8 M)；k) 節(jié)球藻毒素 (10-6 M ~ 10-9 M)；l) 半胱氨酸 (10-5 M ~ 10-8 M)。
文章鏈接：公司董事長在JACS上發(fā)表關(guān)于表面增強拉曼光譜自動捕獲目標物分子的通用方法的研究工作
文章報道：葛美紅
文章編輯：葛美紅
