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采用多孔金@二氧化硅纳米粒子多层结构局域表面等离子体共振的单光点气相色谱检测器

DOI：10.1039/c8an01921e 期刊：The Analyst 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 22:42:06
摘要： 本文描述了一种由Au@SiO2纳米颗粒构成的纳米多孔多层薄膜的合成方法。该薄膜用于缩小基于表面等离子体共振（LSPR）的毛细管气相色谱（GC）检测器的尺寸。通过采用具有适当表面反应序列的逐层（LbL）方法，构建了最多包含五层Au@SiO2纳米颗粒的多层结构。由于额外纳米颗粒层的靠近，LSPR的中心波长从520 nm偏移至634 nm。这种Au@SiO2多层LSPR传感器的气体响应时间与Au纳米颗粒单层相同，证实该多层结构具有高度气体渗透性。该多层结构在玻璃毛细管内合成并用作GC检测器。通过增强吸光度，气相色谱信号通过穿透玻璃毛细管一侧的单束聚光灯获取，随后经另一侧涂覆的银镜反射。环己酮和间二甲苯的检测限≤20 ng。
作者： Pei-Ying Lin，Guarn-Yi Le，Wei-I. Chiu，Rih-Sheng Jian，Chia-Jung Lu
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过合成金@二氧化硅纳米颗粒的纳米多孔多层薄膜并增强其吸光信号，以缩小基于局域表面等离子体共振（LSPR）的毛细管气相色谱仪（GC）检测器的尺寸，从而提高挥发性有机化合物（VOC）的检测能力。

研究成果

Au@SiO2多层结构增强了LSPR传感的吸收能力，可实现微型化为单光点探测器，具有快速响应和高气体渗透性。该设计对多种挥发性有机化合物（VOCs）的检测限可达亚微克级，并具有良好的重现性。此设计减少了死体积和尺寸，有望通过MEMS技术与μGC系统集成。

研究不足

2秒的响应时间可能导致峰宽为1-3秒的快速气相色谱应用出现灵敏度损失。使用光纤可能因环境振动引入噪声。该检测器对极性和高沸点化合物具有偏好性，限制了其通用性。由于响应与浓度相关，校准必须在相同流速下进行。

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