通过UV纳米压印光刻结合电子束蒸发的掠角沉积技术制备的中空金纳米柱阵列,用于表面增强Raman散射(SERS)检测

《Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects》:Hollow Au nanocylinder array prepared by UV-nanoimprint lithography combined with Glancing angle deposition of electron beam evaporation for SERS detection

【字体: 时间:2026年03月09日 来源:Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects 5.4

编辑推荐:

  紫外纳米压印技术结合掠入射蒸发镀膜制备空心Au纳米圆柱阵列,通过热处理去除PVA层获得高灵敏度SERS基底,其极限检测浓度达1.14×10-11 mol/L,增强因子1.48×10?,重复性RSD 2.75%,稳定性维持六个月。

  
张翔|崔向远|刘学国|李梦硕|罗建城|葛海雄
中国南阳理工学院生物与化学工程学院,南阳市,473000

摘要

为了促进表面增强拉曼散射(SERS)在痕量物质检测中的广泛应用,设计一种具有高灵敏度的可重复使用SERS基底至关重要。在本文中,我们结合了紫外纳米压印光刻(UV-NIL)和电子束蒸发倾斜角沉积(GLAD)技术,制备了带有间隙的PVA/Au纳米圆柱阵列。通过用90℃的热水溶解PVA纳米圆柱,实现了具有间隙的中空Au纳米圆柱阵列。通过改变PVA纺丝溶液的浓度和Au层的沉积厚度,我们可以控制中空Au纳米圆柱阵列的高度、直径和侧壁厚度。COMSOL仿真结果显示,高度约为450纳米、壁厚约为25纳米的中空Au纳米圆柱阵列表现出优异的电磁场增强性能。将4-巯基苯甲酸(4-MBA)分子锚定在中空Au纳米圆柱阵列的表面上,形成了一个高灵敏度的SERS基底。该定制基底的检测限(LOD)低至1.14×10-11 mol/L,增强因子(EF)为1.48×10?。此外,其SERS测量结果具有高度重复性,4-MBA的相对标准偏差(RSD)仅为2.75%。同时,该基底的SERS性能至少可以稳定保持六个月,证明了其长期可靠性。

部分内容摘录

引言

表面增强拉曼散射(SERS)由于其高灵敏度、多重检测能力、鲁棒性和非破坏性分子识别特性,已成为食品安全、环境监测、癌细胞诊断和药物检测领域中一种强大的光谱技术[1]、[2]、[3]、[4]、[5]、[6]。通常,固体贵金属材料(如Au、Ag)被用作SERS基底,因为它们具有局域表面等离子体共振(LSPR)和高化学稳定性。

材料与仪器

五乙二醇三丙烯酸酯和聚乙烯醇购自中国Energy Chemical公司。高纯度金蒸发颗粒购自中国福州Infixun光电科技有限公司。P型硅片购自中国江苏苏州Yancai半导体有限公司。4-巯基苯甲酸(4-MBA)购自Sigma-Aldrich公司。
纳米结构的形态通过场发射扫描电子显微镜(ZEISS)进行了表征。

结论

总结来说,我们首先通过UV-NIL结合GLAD技术制备了PVA/Au纳米圆柱阵列。随后通过热水处理去除了PVA纳米圆柱,得到了中空Au纳米圆柱阵列。通过改变PVA纺丝溶液的浓度和Au层的沉积厚度,制备了三种具有不同直径、高度和侧壁厚度的中空Au纳米圆柱阵列。COMSOL仿真结果表明,这些中空Au纳米圆柱阵列

作者贡献声明

崔向远:撰写、审稿与编辑、实验研究。葛海雄:资金筹集。张翔:撰写、审稿与编辑、初稿撰写。罗建城:撰写、审稿与编辑、实验研究。李梦硕:撰写、审稿与编辑、实验研究。

利益冲突声明

本人张翔声明,与提交至《Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects》的论文“通过紫外纳米压印光刻结合电子束蒸发倾斜角沉积制备的中空Au纳米圆柱阵列用于SERS检测”无关任何利益冲突。我确认论文中报告的结果和解释是原创的,未抄袭他人成果。
我声明已阅读并理解

致谢

本研究得到了河南省科学技术研究项目(252102320358)、河南省高等学校关键科研项目计划(25A430035)以及南阳市科技创新计划(23KJGG241)的支持。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号