在纸基基底上利用结构多样的等离子体纳米颗粒夹心包埋分析物以实现表面增强拉曼光谱检测

摘要： 本报告描述了在柔性纸基材料上系统组合结构多样的等离子体金属纳米粒子（银纳米粒子、金纳米粒子、银核-金壳纳米粒子及各向异性金纳米粒子），以构建表面增强拉曼光谱（SERS）应用的信号增强环境。由于表面积及邻近拉曼激发波长的宽频表面等离子体共振（SPR）特性，各向异性金纳米粒子修饰的纸张展现出最高SERS响应。后续添加这四种纳米粒子的第二层（如三明治结构）通过诱导粒子间SPR耦合和热点相关的强电磁场环境，显著提升了SERS信号强度。经测试十六种组合后发现，各向异性金纳米粒子纸基底上覆盖银纳米粒子的第二层可获得最强SERS响应，其校准灵敏度和动态范围均优于典型的金纳米粒子-金纳米粒子组合。多次测量（样本内与样本间）显示SERS信号变异度低于20%。此外，三明治结构分析物的SERS信号衰减速率显著减缓，表明其具有更优的长期稳定性。该优化组合随后用于let-7f微RNA检测以验证其实用性。通过常规等离子体纳米粒子精确构建粒子耦合与热点结构，仍可设计出低成本且实用的信号增强基底，能有效提升多种有机及生物分子的校准灵敏度、扩展动态范围并降低检测限。