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公司董事長(zhǎng)在JACS上發(fā)表關(guān)于表面增強(qiáng)拉曼光譜自動(dòng)捕獲目標(biāo)物分子的通用方法的研究工作
發(fā)布日期:2021-05-21   瀏覽次數(shù):5501

        近日,公司董事長(zhǎng)楊良保研究員等開發(fā)了一種熱點(diǎn)自動(dòng)捕獲目標(biāo)物分子的表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)方法,并提出基于納米毛細(xì)泵的較小間隙主動(dòng)捕獲目標(biāo)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(guó)化學(xué)會(huì)志》(J. Am. Chem. Soc., DOI: 10.1021/jacs.1c02169)上。

表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)是一種分子光譜,具有快速、高靈敏和指紋識(shí)別的特性。楊良保研究員團(tuán)隊(duì)一直從事表面增強(qiáng)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(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)《拉曼光譜快速檢測(cè)毒品毒物的增強(qiáng)基片、方法及儀器的關(guān)鍵技術(shù)》(已公示,孟國(guó)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(diǎn)的納米粒子膜覆蓋在待測(cè)目標(biāo)物分子之上,在溶劑揮發(fā)過程中,由于毛細(xì)力作用,目標(biāo)物分子不斷經(jīng)過納米粒子間隙,在小間隙處分子信號(hào)被極大的放大,從而實(shí)現(xiàn)高靈敏檢測(cè)。本研究一改SERS領(lǐng)域之前“筑巢引鳳”的隨機(jī)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(cè)之光輻照到更廣闊的領(lǐng)域,讓SERS檢測(cè)實(shí)用化逼近最后一公里。


圖1.目標(biāo)小分子隨溶劑向納米粒子間隙(熱點(diǎn))處運(yùn)動(dòng)原理示意圖。

研究結(jié)果表明,該方法具有高度普適性,可實(shí)現(xiàn)幾乎所有類型分子的高靈敏檢測(cè)(圖2),包括塑化劑、有機(jī)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(shí),也成功地將其應(yīng)用于光熱刺激下單細(xì)胞死亡過程的原位監(jiān)測(cè)(圖3)。該方法為目標(biāo)分子主動(dòng)運(yùn)動(dòng)到最佳熱點(diǎn)開辟了新途徑,為實(shí)現(xiàn)超靈敏檢測(cè)或監(jiān)測(cè)生物系統(tǒng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化、細(xì)胞行為或化學(xué)動(dòng)力學(xué)過程等研究提供了平臺(tái)和策略。


《圖2. 不同類型目標(biāo)物分子SERS檢測(cè)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)。

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文章報(bào)道:葛美紅
文章編輯:葛美紅

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