開(kāi)發(fā)兼具靈敏度和信號(hào)穩(wěn)定性的襯底是表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)研究的主要挑戰(zhàn)。在此，我們提出了一種柔性的三增強(qiáng)拉曼散射MXene/Au納米立方(AuNCs)傳感器，該傳感器是通過(guò)Ti
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x MXene/AuNCs雜化在Ti
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x MXene膜上的選擇性過(guò)濾和隨后的1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷(FOTS)處理制備的。制備的超疏水MXene/AuNCs-FOTS膜不僅為SERS襯底提供了環(huán)境穩(wěn)定性，而且由于衰減了咖啡環(huán)效應(yīng)，富集了分析物，提高了對(duì)羅丹明6G (R6G)分子的靈敏度(LOD = 1×10-14 M)和可靠性(RSD = 6.41%)。此外，結(jié)合MXene/AuNCs- fots膜橫向和縱向附近AuNCs的等離子體耦合增強(qiáng)(EM)、Ti
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x MXene與靶分子的電荷轉(zhuǎn)移(CT)和分析物富集功能的三重增強(qiáng)機(jī)制，為底物提供了優(yōu)異的SERS性能(EF=3.19×109)，并可高效定量尿液中的生物標(biāo)志物。這項(xiàng)工作可以為MXenes作為高性能襯底的構(gòu)建模塊提供新的見(jiàn)解，并填補(bǔ)SERS技術(shù)的現(xiàn)有空白。
圖1. SERS MXene/AuNCs-FOTS平臺(tái)的制備工藝。
圖2. (a)-(b) AuNCs和Ti3C2Tx MXene納米片的HR-TEM圖像。 (c)和(d)獨(dú)立柔性Ti3C2Tx MXene和MXene/AuNCs膜的光學(xué)照片。(e) MXene/AuNCs膜的俯視圖SEM圖像和(f)其對(duì)應(yīng)的C、O、Au和Ti元素的EDS圖 (g) MXene/AuNCs膜截面的高倍掃描電鏡圖像，以及MXene/AuNCs頂層結(jié)構(gòu)示意圖。(h) Ti
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x MXene和MXene/AuNCs膜的XRD圖案。
圖3. (a) Ti
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x MXene、Ti
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x MXene- fots和MXene/AuNCs-FOTS膜的水接觸角(CA)測(cè)量的數(shù)字圖像和(b)它們各自的模型。(c) CA與MXene/AuNCs- fots膜內(nèi)AuNCs含量的關(guān)系。(d)不同類(lèi)型液體滴在MXene/AuNCs-FOTS膜表面的照片。MXene/AuNCs(最上面一行)和MXene/AuNCs- fots膜中(e) Ti 2p， (f) c1 s， (g) O s和(h) f1 s元素的XPS光譜。
圖4. MXene/AuNCs膜與MXene/AuNCs膜SERS可靠性和穩(wěn)定性的比較。
圖5. MXene/AuNCs-FOTS平臺(tái)的SERS性能及三重增強(qiáng)機(jī)制。
圖6 在MXene/AuNCsFOTS平臺(tái)上檢測(cè)尿液中低濃度尿酸和黃嘌呤的SERS。
相關(guān)科研成果由西北工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院Alei Dang和Tiehu Li等人于2023年發(fā)表在Biosensors and Bioelectronics（https://doi.org/10.1016/j.bios.2023.115531）上。原文：Triple-enhanced Raman scattering sensors from flexible MXene/Au nanocubes platform via attenuating the coffee ring effect。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566323004736?via%3Dihub。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號(hào)
