廉价SERS纳米柱元件可将检测时间缩短到几秒钟

分析测试百科网讯 多亏了DTU Nanotech开发的一款灵敏元件，可靠、廉价、快速地在具有挑战性的1ppb以下或是更低的浓度识别分子现在已经成为可能。

潜在分析物包括有毒食品添加剂、化学战剂、危险建筑材料以及人类疾病标志物。

该灵敏元件由600-800nm高的纳米柱构成。这些柱子能够显著增强附近目标分子的光谱指纹，使他们在超低浓度下可分辨。该技术被称为表面增强拉曼光谱（SERS）。

扫描电子显微镜下的纳米柱

来自DTU Nanotech的博士后Kaiyu Wu说：“一个理想的SERS灵敏元件应该在宏观领域具有高重复性的增强效应以及高性价比，同时满足这两点是非常困难的。”

纳米柱灵敏元件是世界上少有的可以实现这两个标准的。

“热点是SERS灵敏元件的关键元素，他们解决了目标分子的光谱指纹。他们就像显示器中的像素，组成了图像的不同部分。然而，由于热点的尺寸只有几到几十纳米，是肉眼看不到的”，Kaiyu Wu说。

纳米柱灵敏元件最初的制作过程是由DTU Nanotech的高级研究员Michael Stenbæk Schmidt开发出来的。这个过程不需要任何冗长和昂贵的光刻步骤，因此它为生产的纳米柱作为廉价的消耗品提供了可能性。

Kaiyu Wu博士于2016年6月完成的项目，目标是，能够将纳米柱热点的敏感特性带到下一个水平。这个目标在先进的光谱和理论工具、以及DTU Nanotech 和DTU Danchip最先进的纳米加工技术的帮助下已经实现。

改进的灵敏元件现在拥有高质量、高密度以及宏观领域可重复的纳米级热点，还有增强因子最终超过1亿的标志分子指纹图谱。

该纳米柱灵敏元件可以很容易的与便携读出系统搭配进行分析物的现场检测。此外，他们高质量和高密度的热点保证了超高的灵敏度，这将常规目标物的检测时间缩短到只有几秒钟。

Kaiyu Wu的研究是丹麦独立研究理事会资助“NAPLAS – NAnoPLAsmonic 灵敏元件”项目，以及由欧洲研究委员会资助的“HERMES——小型化悬臂式传感高指数上升”项目的一部分。