朱利：基于超快微流混合器的SERS“热点”占据策略极大提高SERS增强能力

xigua

“热点”即具有极强电磁场的空间局域，在SERS增强中扮演着重要的角色。落入“热点”的少量分析物分子的SERS信号占据整个测量SERS信号很高的比例。因此，很多研究者致力于发展具有大量热点的SERS基底，以提高SERS检测的灵敏度。然而，分析物分子并不容易落入“热点”中。在SERS基底制备的过程中，引入的配体或杂质可能预先占据“热点”；空间位阻也会阻碍目标分子进入狭小的“热点”。因此，提高分析物分子进入“热点”的几率是进一步提高SERS检测灵敏度的重要研究方向。在液相SERS基底中，通过gap-directing分子，如蛋白质、DNA、盐、聚合物等诱导金属纳米颗粒聚集，从而将目标分子俘获在纳米颗粒间隙，即“热点”中，极大地提高了SERS增强能力。然而，由于分析物分子在金属纳米颗粒溶胶中的扩散速率小于吸附速率，上述方法常会导致不均匀吸附及过度聚集，降低SERS检测的均匀性和重现性，实验难度较大。

超快微流混合器是可以在毫秒/亚毫秒实现不同物质均匀混合的微流器件。东南大学的朱利教授课题组采用自主研发的级联型分裂重组式（C-SAR）超快微流混合器，实现分析物与金属纳米颗粒的快速混合。分析物分子均匀地吸附在每一个纳米颗粒表面，吸附了分析物的金属纳米颗粒在微流通道壁沉积；分析物自然地位于相邻的银纳米颗粒之间，即“热点”中。该方法命名为Mixing assisted “hot spots” occupying (MAHSO) SERS策略，相比于传统的具有SERS活性基底的微通道，MAHSO法可提高SERS强度六千多倍。通过以4-ATP置换已吸附在SERS基底上R6G的方法，可以分析出“热点”的贡献约占总SERS强度的39%。

由于微流器件具有灵活地调节流道内液体的功能，该MAHSO微流芯片还提供了一种以SERS信号原位研究分子-分子、分子-表面相互作用的方法。该论文还提出基于MAHSO原位观察蛋白质解折叠和再折叠的示例。相关研究成果近期发表在Analytical Chemistry 上，论文第一作者为东南大学的博士生陆辉。

该论文作者为：Hui Lu, Li Zhu, Chuanlong Zhang, Kexiang Chen and Yiping Cui

Mixing Assisted “Hot Spots” Occupying SERS Strategy for Highly Sensitive In Situ Study

Anal. Chem., 2018, 90, 4535, DOI: 10.1021/acs.analchem.7b04929