极其灵敏的纳米传感器可以检测微量分子

乌得勒支的研究人员开发了一种新型传感器，它比人类头发的宽度小约 500 倍，具有前所未有的检测极少量分子的能力。这些传感器可用于检测和识别痕量物质，例如化学污染物或医学中重要的分子。传感器利用拉曼散射，这种现象为不同的分子提供独特的信号，通常被称为“分子指纹”。在他们在Advanced Functional Materials上发表的文章中，研究人员介绍了这些微型传感器的制备和使用。

首席研究员 Alfons van Blaaderen 教授解释说，他们的“设计依赖于将金纳米棒组装成一个更大的球形簇，其中拉曼信号更远。制备过程中的一个关键步骤是首先将每根金纳米棒包裹在其自己的保护性多孔涂层中。通过控制该涂层的厚度和孔隙率，我们能够控制纳米棒可以紧密地堆积在一起，以及容易或分子很难进入传感器。”

小水滴

将涂层棒放在纳米传感器中是主要作者 Jessi van der Hoeven 和 Harith Gurunarayanan 的关键目标。Van der Hoeven 解释说，他们“希望从这些棒中可控地形成一个球形簇，其中所谓的拉曼散射‘热点’会重叠并进一步增强拉曼信号。为此，我们将棒放入小水滴。通过缓慢蒸发水，纳米棒被迫挤在一起形成一个球形组件。

使用这种方法，研究人员能够制备出一系列不同结构的纳米传感器。Gurunarayanan 补充说，他们“很高兴看到这些纳米棒组件不仅结构漂亮，而且非常擅长检测极少量的分子，比以前的金纳米棒组件更好。”

由于拉曼散射分析的指纹识别能力，这些超粒子(由纳米粒子构成的粒子)适用于许多应用，从研究催化中的化学机制到检测微量的化学污染物和生物学或医学中重要的分子。值得一提的是，相对昂贵的便携式拉曼散射设备已经可用。

尽管实现的传感超粒子优于先前报道的金纳米棒的拉曼传感结构，但令人兴奋的是，这种初始设计仍有很大的重要改进空间。许多想法已经在探索中，以进一步优化这些组件的灵敏度和功能。这些拉曼超粒子传感器在字面上和比喻上都有一个光明的未来。

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