光催化反应仪的反应途径

     发展生物标志物、病毒和食品添加物的快速传感分析方法是实现 POCT(Point-of-Care Test)和食品安全相关现场检测的迫切技术需求。而在稳定的表面增强拉曼基底上修饰特异性反应层,可构建针对性的拉曼探针,有利于提高方法选择性。杨海峰教授课题组对金或银纳米粒子表面进行基于表面反应体系的功能化,制备了多种高选择性的拉曼探针,并开展了一系列的应用研究,如检测蔬菜农残福美双、唾液毒品标志物、肺癌标志物、人血液多巴胺、H7N9病毒等,表现出良好的传感应用前景。 报告中,田景华教授介绍了其最新的研究成果:结合在线电化学光谱技术(EC-Raman),探明了BaCO3/rGO材料ORR的催化活性中心为Ba离子,并推测出在其表面发生2电子和4电子反应的反应历程;使用粗糙Au电极为工作电极,结合电化学表面增强拉曼光谱技术,系统研究了pH从1到13范围内的ORR反应过程和可能的反应途径光催化反应仪。田景华教授指出:具有高灵敏度的原位表面增强光谱技术,在电催化反应机理研究及电催化剂材料设计方面具有指导性意义并能发挥重要的作用。

    利用SERS技术以纳米复合酶作为新型催化剂,可以在原位-动态环境条件下研究催化表界面和反应中间体,对催化剂表面的分子转化催化过程进行指纹谱学监测,间接获得对生物分子、重金属离子等SERS高灵敏检测。宋薇教授构筑了一系列兼具类酶催化活性和 SERS活性的纳米酶SERS基底,利用SERS及其他技术研究了类酶催化过程中分子的反应动力学过程,提出了SERS研究纳米酶的动力学模型,探讨了其类酶催化机理,并将其应用于多种有机分子及生物分子的超灵敏检测中。 贵金属表面与待测分子间的亲和性会影响待测分子在纳米间隙中的定位,很大程度上影响SERS的增强效果。刘洪林教授对液相界面拉曼分析中的分子吸附问题进行了深入的研究,报告中,其详细介绍了三维液相界面的定量化SERS测量、金属表面分子亲和性问题,并指出液相界面纳米阵列具有优异的可调谐、自愈合特性,液相界面分析克服(或弱化)了分子亲和性限制。据悉,刘洪林教授课题组利用PML-SERS技术,已成功实现多种植物和动物油脂中一种或两种多环芳烃的同时检测分析,具有良好的稳定性。当前, 如何提高对低SERS活性分子的检测灵敏度是SERS技术的关键问题之一,而如何高效的把待测分子在空间上局域化到等离激元热点区域仍然是提高SERS检测灵敏度至关重要的问题。西安交通大学方吉祥教授提出了两种分子富集型的SERS检测方案,一种是基于轻质漂浮微球和超滑移衬底策略的分子富集方法,另一种是基于毛细作用的分子富集方法。据悉,通过两种方法,待测分子都能高度的局域化到空间上很小的区域,从而显著的提高其SERS检测灵敏度。构建高灵敏度、高重现性和集成化的SERS分析方法是当前的研究热点之一,而微流控液滴作为稳定的微反应器,具有尺寸均一、混合速度快、传质和传热效率高等特点,在材料合成光催化反应仪、生物和化学分析等方面具有广泛的应用前景。结合微流控液滴和SERS技术,构筑SERS基底以及基于液滴的定量分析方法,对探索肿瘤生理活动、临床药物开发、催化机理等具有十分重要的科学意义。徐章润教授在报告中分享了三方面的研究工作:微流控液滴作为微检测池用于SERS的检测;微流控液滴作为微反应器用于SERS检测;微流控液滴制备的凝胶微粒用于SERS检测。杨士宽研究员从常规SERS器件讲起,介绍了电沉积浸润性可调银膜、SERS揭示分子转动调控机制,电沉积网粒体SERS微器件等多方面的内容。特别值得一提的是,杨士宽研究员介绍了一种新的具有体“热点”的体增强拉曼散射(VERS)基底,并比较了SERS和VERS在检测病毒方面的区别,研究结果显示VERS检测病毒弱依赖其取向,大大提高了病毒信号的重现性;此外,杨士宽研究员还介绍了SERS器件的电化学3D打印策略,详细介绍了电化学3D打印的鱼雷机器人及其在生物医学领域潜在的应用。

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