ACS Sensors. 利用自动化SERS数字微流控系统高通量检测爆炸物

以下文章来源于分析化学方法 ，作者科研小组

全文简介

由于表面增强拉曼散射(SERS)技术对痕量物质的高灵敏度，它是一种用于检测爆炸物如2，4，6-三硝基甲苯(TNT)和3-硝基-1，2，4-三唑-5-酮(NTO)的有前途的方法。然而，大多数SERS检测过程通常都不是自动化的，效率低且有毒，这通常会对操作人员造成潜在的危险。在此，我们提出将SERS与数字微流体(SERS-DMF)相结合，用于自动化、高通量和高灵敏度的爆炸物检测。首先，我们精心设计了包含40个驱动电极和8个存储电极的DMF芯片，以实现高通量工艺。并将不同浓度的目标分子、银纳米粒子(Ag NPs)和盐加载到DMF芯片中。然后，使用SERS-DMF平台自动控制液滴聚集、培养和检测过程。此外，通过筛选不同类型和浓度的盐，银纳米颗粒被有效地聚集，导致“热点”和SERS效应。在SERS-DMF平台的帮助下，以高通量和高灵敏度自动检测了两种爆炸物样品。TNT和NTO的检测极限分别为10-7和10-8米。此外，与非自动化操作相比，SERS-DMF平台在检测爆炸物方面表现出更好的重现性和更高的效率。因此，建议的SERS-DMF作为检测有害物质的分析技术具有相当大的潜力。

简介

基于SERS的痕量爆炸物检测与数字微流体技术相结合的示意图。(a)SERS-DMF平台和DMF芯片结构的图示。(b)SERS-DMF爆炸物高通量探测平台的工作原理。

（A）Ag NPs的TEM图像。（b）Ag NPs的HRTEM图像。（c）在DMF芯片上添加盐之前和之后Ag NPs的聚集状态的暗场光学显微镜。（d）在不同种类的盐存在下，Ag胶体和10-7 M CV混合物的1619 cm-1的SERS强度.

SERS-DMF平台收集的SERS信号。（a）在1 M浓度的KI存在的情况下，Ag胶体的S响应和不同浓度的CV混合物（10-5至10-9 M）。（b）SERS强度与-log[CV]的相应校准曲线，其中SERS强度记录在1619 cm-1。（c）在DMF芯片中混合样品.

（A）在不同浓度（10-4至10-7 M）TNT存在的情况下，4-ATP功能化Ag胶体的SERS响应。（b）SERS强度与-log[TNT]的相应校准曲线，其中SERS强度记录在1436 cm-1。（c）在不同浓度（10-4至10-8 M）K+（NTO）-存在.

（a）在不同浓度的模拟K+(NTO)−废水（10-4至10–7 M）的情况下，SERS-DMF的SERS响应。（b）SERS强度与-log[K+(NTO)−]的相应校准曲线，其中SERS强度记录在1384 cm-1。（c）SERS-DMF对TNT.

相关成果以“Utilizing an Automated SERS-Digital Microfluidic System for High-Throughput Detection of Explosives”，发表在国际学术期刊“ACS Sensors”上。

文献链接：点击阅读原文

https://doi.org/10.1021/acssensors.3c00012

转自：“NANO学术”微信公众号

如有侵权，请联系本站删除！