我院广东省新型纳米材料研究与应用工程技术研究中心在表面增强拉曼光谱（SERS）技术的应用方面取得了重要进展。该研究由2021级硕士研究生钟兴等人共同完成，研究成果以题为“An in-situ method for SERS substrate preparation and optimization based on galvanic replacement reaction”的论文发表在国际期刊《Analytica Chimica Acta》（IF = 6.2，中科院分析化学一区TOP期刊）上。该论文第一署名单位为东莞理工学院生态环境与建筑工程学院，钟兴是该论文的第一作者，中心程发良教授和柳鹏副教授为论文的共同通讯作者。
SERS是一种强大的光谱技术，因其在环境污染检测、生物医学研究和食品安全等领域的广泛应用而受到关注。然而，SERS基底的性能对其检测能力有重要影响，如何优化SERS基底的“间隙”以产生更多的“热点”一直是制约其应用的瓶颈。传统的SERS基底制备方法难以在制备过程中实时调节纳米结构之间的间距，从而限制了电磁耦合效应的最大化。
本研究提出了一种基于置换反应（GRR）的原位调节纳米结构间隙的SERS基底优化方法。在该方法中，通过利用GRR，贵金属纳米颗粒在牺牲模板表面生成和生长，从而调节纳米颗粒间的间隙。研究团队选择Cu2O/Ti作为牺牲模板，通过与HAuCl4溶液进行GRR，制备了Cu2O – Au基底。通过实时监测GRR过程中SERS信号的变化，找到基底的“最佳状态”。优化后的Cu2O–Au基底展示了优异的SERS性能，对结晶紫（CV）和4-巯基苯甲酸（4-MBA）分子的拉曼增强因子高达108和106，检测限（LOD）分别为1.96 × 10-11 M和1.08 × 10-8 M，且具有良好的重复性和稳定性。这些研究结果表明本研究中提出的基于GRR的原位SERS基底优化制备方法的可行性并在SERS基底制备技术中的潜在应用前景。
本研究得到了东莞市科技特派员项目（编号20231800500122）、国家自然科学基金（编号52002068，22272022）以及广东省重点建设学科研究能力建设项目（编号2021ZDJS088）的支持。
文章链接：https://doi.org/10.1016/j.aca.2024.342512
撰稿：钟兴
一审：李春志 二审：高 峰 终审：兰善红
