近日，中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所的宋一之團隊與尹煥才團隊在高靈敏增強拉曼氣體傳感方面取得進展。研究團隊開發了一種具有超高靈敏性的柔性多孔三維玫瑰花枝狀納米增強基底，可實現氣相與液相中有機小分子的高靈敏檢測。研究成果發表在Analytical Chemistry上。

高靈敏微量氣體傳感在環境污染研究、人體揮發性有機物（VOCs）檢測中具有重要現實意義。迄今為止，已有多種分析技術被用于氣體檢測，但大多存在成本高、操作復雜、分析過程耗時等缺點。表面增強拉曼散射（SERS）作為一種有力的痕量分子檢測工具，可利用基底的表面等離子體共振耦合和電荷轉移效應大幅增強目標分子的拉曼散射信號，具有高靈敏、簡單、快捷、無損和特異指紋識別的特點，在氣體傳感領域具有突出的優勢。

對此，該研究通過化學生長與微納加工相結合的方式在柔性多孔濾膜上制備了納米氧化鋅金屬三維異質結構（圖1），并利用酰胺反應選擇性地捕獲腐胺和尸胺分子，實現了低濃度氣體分子的高靈敏定量檢測（腐胺檢測限：1.26×10^-9M，尸胺檢測限：2.5×10^-9M），比同類研究報道的檢出限高出2~3個數量級（圖2）；另外，還實現了在液相中的超高靈敏度定量檢測（腐胺檢測限：3.2×10^-16M，尸胺檢測限：1.6×10^-13M），比同類研究報道的檢出限高出6~9個數量級，充分證明了該SERS傳感器在液相與氣相有機小分子檢測的巨大潛力。

鑒于該三維柔性SERS基底的多孔特性和優異的增強性能，將其與微流體裝置和便攜式拉曼光譜儀集成，搭建SERS快速檢測系統，有望實現氣溶膠中細菌、病毒和污染物的高效捕獲與富集，充分發揮該三維基底在氣溶膠的高靈敏檢測領域的技術優勢。

研究工作得到國家自然科學基金委、江蘇省重點研發產業前瞻項目、中科院科研儀器裝備研制項目等項目的經費支持。 　　

論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.1c05013

圖1 基于三維玫瑰花枝狀SERS傳感基底構筑方法及有機氣體分子檢測策略

圖2.液相中（a-f）與氣相中（g-l）不同濃度腐胺與尸胺的SERS光譜

關鍵詞： 拉曼散射 氣體分子 研究工作