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)一幅十二世紀的教2表面增強拉曼散射是指當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等人通過詳細的實驗和理論研究后發(fā)現(xiàn)，信號增強遠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

馬來酸羅格列酮標準品溶液的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