基于毛丹状Au@Ag合金纳米结构的活性细菌表面增强拉曼散射传感
2021-07-07陈东圳任研伟
张 萌,陈东圳,宁 攀,任研伟,李 阳,张 亮
(1.西安交通大学第一附属医院,西安 710061;2.西安工程大学材料工程学院,纺织行业功能感知纤维及异形织造技术重点实验室,西安 710048;3.西安交通大学生命科学与技术学院,西安 710049)
表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)是一种超灵敏的光谱分析技术[1]。该技术主要利用激光激发产生的局部表面等离子体共振(localized surface plasmon resonance,LSPR)效应进行传感分析。该效应可以放大贵金属纳米结构表面的局部电磁场强度,极大地增强吸附或者靠近贵金属纳米结构表面靶标分子的拉曼信号,从而产生SERS指纹谱信号,并从SERS信号中获取分子的结构信息。SERS技术已被应用于各种生物分子、生物细胞的无损检测,灵敏度甚至可以达到单分子水平[2]。毫无疑问,SERS技术具有良好的传感灵敏度,在微生物细胞的检测中具有独到的优势。细菌是一种对人类社会产生巨大危害和影响的微生物,合理的研究利用SERS技术实现对活性细菌的快速和原位检测具有重要意义[3]。如评估抗生素的功效、对抗“超级细菌”感染或抗菌素耐药性等[4]。一般的SERS增强基底材料均具有较强的杀菌能力,而活性细菌的原位检测难度较大。
基于上述存在的问题,本研究团队前期开发了一种Ta原子掺杂的Ta@Ag多孔薄膜,Ta原子的掺杂有效抑制了Ag纳米结构的杀菌性能,提高了Ag纳米表面的生物相容性,实现了活性细菌的原位检测分析[5]。然而,由于Ta@Ag多孔薄膜是一种平面二维结构,当细菌吸附于薄膜表面时,Ta@Ag薄膜表面的光激发等离子体共振区域通常被细菌覆盖,获得稳定的SERS信号具有一定困难。……
