张 旭， 辛 坤， 史晓凤， 马 君

中国海洋大学青岛市光学光电子重点实验室， 山东 青岛 266100

引 言

表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering， SERS)是一种与粗糙金属材料(如金、 银等)相关的表面增强效应， 可使拉曼信号最高增强约1014～1015倍。 表面增强拉曼光谱灵敏度高、 信息含量丰富， 作为一种独立的检测手段已被用于生物[1]、 化学[2]和食品[3]等各方面的检测中。 由于SERS增强基底的制备是实现高灵敏度探测的关键因素， 因此研制具有高灵敏度、 高稳定性以及易制备的SERS活性基底一直是SERS领域研究的热点之一。 目前常见的SERS基底有： 溶液中的金属纳米粒子[4]、 化学刻蚀和化学沉积的活性基底[5]等。

利用光操控技术制备金属纳米粒子聚集体是SERS领域研究的热点， 2009年， Tong等[6]实现了光捕获的吸附在微流体通道内金纳米粒子聚集体上的5×10-2mol·L-1的苯硫酚(TP)和2-萘硫醇(2-NT)的探测。 2012年Lin等[7]报道了一种特殊的捕获银纳米粒子的实验装置， 研究了光子晶体腔对银纳米粒子的捕获作用， 检测到1.0×10-8mol·L-1的PMA。 2016年， Wu等[8]将驻波光阱和拉曼技术结合， 利用驻波拉曼光镊在光阱中捕获80 nm金纳米粒子簇， 并探测到了2.5×10-6mol·L-1罗丹明B的信号。 2017年， Spadaro等[9]研究了等离子体硅-金复合结构的光学捕获效应及其在拉曼光镊中作为SERS探针的应用， 研究发现多孔硅壳内壁嵌入金纳米球的复合结构能够增强光捕获效率。

目前， 基于光操控的SERS技术主要是利用光梯度力作用捕获金属纳米颗粒， 该方法可以监测捕获的粒子数， 提高SERS检测灵敏度。 但仅基于光梯度力捕获金属纳米粒子捕获率低， 且需要捕获光和激发光两束激光， 实验装置复杂。……