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基于SPP-LSP等离子体耦合的微流控芯片高级设计，用于高灵敏度与可靠性的SERS检测

DOI：10.1021/acs.jpcc.9b06751 期刊：The Journal of Physical Chemistry C 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 在本研究中，我们提出了一种具有高表面增强拉曼散射（SERS）增强效应和分析重现性的先进微流控SERS芯片的制备与研究方案。该芯片通过在微流控结构内部构建周期性金属结构（光栅），并在光栅表面固定具有特定形貌边缘的金多枝状纳米粒子（AuMs），实现了表面等离子体激元波（由金光栅激发）与局域表面等离子体（由AuMs锐利边缘激发）之间的等离子体耦合。这种设计使AuMs间隙产生显著的电场增强效应，从而获得极高的SERS增强因子——该结论通过理论计算及典型SERS分析物（罗丹明6G）的实验测量共同验证。特别值得注意的是，采用这种等离子体耦合结构可检测到极低浓度的R6G，其灵敏度显著超越现有微流控SERS测量的报道极限。我们还观测到SERS信号强度与微流控流速的关联性，并证实了恒定流速条件下微流控体系中SERS信号测量的高度可靠性。
作者： Vasilii Burtsev，Elena Miliutina，Miriia Erzina，Yevgeniya Kalachyova，Roman Elashnikov，Václav ?vor?ík，Oleksiy Lyutakov
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究基于SPP-LSP等离子体耦合的高级微流控SERS芯片的制备与性能，以实现SERS检测的高灵敏度与可靠性。

研究成果

该研究成功展示了一种基于表面等离激元-局域表面等离激元（SPP-LSP）等离子体耦合的新型微流控表面增强拉曼散射（SERS）芯片设计，在检测极低浓度罗丹明6G（R6G）时实现了高灵敏度与可靠性。通过理论模拟与实验测量双重验证了芯片性能，显示出其在灵敏且可重复的SERS检测应用中具有显著潜力。

研究不足

该研究的局限性包括微流控芯片通量的技术限制，以及制造工艺存在进一步优化以提高灵敏度的潜力。

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