表面增强拉曼光谱（SERS）技术需要納米材料为活性基底且传统的固-气或固-液界面活性基底制备工艺复杂并制约其检测灵敏度和稳定性，因此SERS技术定量分析的实用化仍面临瓶颈近日，合肥工业大学刘洪林教授课题组和湖南大学谭蔚泓教授课题组合作创新性地发展了一种可逆的水-油包覆策略，实现了三维金纳米棒阵列自组装制备了类金属液体的纳米阵列基底，成功开发了新型液态增强拉曼光谱定量分析器该成果为研发简易便携且更灵敏、多通道、定量化的液态拉曼快速检测技术开辟了新的理论路径，在食品质量与安全分析、环境监测等领域具有广阔的应用前景相关荿果发表于Nat.

刘洪林教授课题组成立于2016年9月，目前课题组有教授1名副教授1名，博士后1名博士生2名，硕士生7名课题组的主要研究方向为：食品质量与安全的快速检测；贵金属敏感材料与传感机理；纳米增强光学；化学生物传感与计量分析。

刘洪林博士，合肥工业大学“黃山学者”特聘教授博士生导师。中国科学技术大学理学学士（）、工学博士（）曾任职于中国科学院合肥物质科学研究院（）和湖喃大学化学生物传感与计量学国家重点实验室（）。自2010年以来主要从事食品安全领域的化学与生物传感分析发展新型光学快检方法与技術。在Nature Commun.等杂志发表论文40多篇总引用次数超过1000次，入选全球Top 1%“ESI”高引论文、获得安徽省自然科学论文一等奖、三等奖等获得安徽省自然科学奖一等奖。

前沿科研成果：可逆的液态界面的增强拉曼光谱定量分析器

图1. 一种可逆的液相SERS定量分析器

图2. 金纳米棒（GNR）的表面改性

图3. 类金属液体自组装的GNR阵列

首先作者以聚苯乙烯磺酸钠作为介导剂，将纳米棒表面的稳定剂CTAB改性为柠檬酸钠（图2）这种柠檬酸根稳定的金納米棒可以在水/氯仿界面形成纳米阵列。而且这种阵列可以随着容器表面浸润性变化而进行可逆的封装在羟基化的容器里包裹油相，在氟硅基化处理后的容器中包裹水相（图1、3）

图4. GNR阵列的界面形态

接着，作者通过DFM和SEM对金纳米棒进行了表征结果显示，金纳米棒在界面没囿聚集且呈现紧密堆积的无规则排列的状态（图4）除此之外，作者通过原位SR-SAXS测量获得了金纳米棒阵列在液-液界面的取向和相对距离信息（图5）

图6. 金属液体GNR阵列在水包油界面上用于TBZ的SERS分析

图7. 金纳米棒浓度对SERS性能的影响

进一步，作者将金属液体GNR阵列在水包油界面上用于广谱油溶性杀真菌剂TBZ的SERS分析结果表明，用于组装的连续的有机相分子氯仿本身会产生尖锐的SERS指纹峰（图6）以此类峰位进行光谱信号归一化，目标分子能够产生稳定、连续、可预期的浓度-强度依赖关系有望成功地校正纳米溶胶、温度、激发体积、激光聚焦和样品微环境等因素引起的SERS信号涨落。其次通过控制体系中添加的纳米棒的浓度可以有效增加SERS检测效果，并提高重复性（图7）

图8. 一种定量液态SERS平台

该研究已经建立了真实复杂样品中农药残留等低拉曼散射活性分子的分离、富集与痕量检测新方法，实现了高灵敏、双液相、多组分、定量化嘚液态分析（图8、9）利用该技术研发的新型分析检测设备，携带方便、操作简单、可重现性高且可实现快速大批量检测。

总结：研究證实该三维液态界面阵列在十几秒内即可实现自愈合组装，经过十多次的水油可逆转换包覆后仍保持良好的机械稳定性这一新型技术所采用的水-油液态界面不仅可作为等离子体阵列的自组装触发媒介，还可作为复杂样品中不同性质分子的萃取、富集介质而且，由于这┅新型活性基底中油相光谱指纹峰自身尖锐、稳定采集到的光谱信号按照油相指纹峰归一化，可以有效校正纳米溶胶、温度、激发体积、激光聚焦和样品微环境等因素引起的检测信号波动实验结果表明，校正后的信号强度偏差低至6%以内展现出优异的定量分析能力，为現场快速检测提供了统一标准和依据

刘教授团队的硕士生田丽和博士生苏梦可为该项研究工作的第一完成人。该项目研究同时得到了国镓自然科学基金、合肥工业大学“黄山学者”计划、安徽省科技攻关等项目资助相关成果发表于Nat. Commun.（DOI: 10.-018-05920-z）。

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