基于内标型花瓣状间隙增强拉曼粒子的pH传感

张铭中; 关鹏程; 林嘉盛; 许珊珊; 张凡利; 张月皎; 李志勇; 李剑锋

doi:10.12452/j.fxcsxb.23091402

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于内标型花瓣状间隙增强拉曼粒子的pH传感

研究报告 | 更新时间：2024-01-17

- 基于内标型花瓣状间隙增强拉曼粒子的pH传感
- pH Sensing Based on Internal Standard Petal-like Gap-enhanced Raman Particles
- 分析测试学报 2024年43卷第1期页码：207-212
- 作者机构：
  
  1.中国计量大学光学与电子科技学院，浙江杭州 310018
  2.厦门大学化学化工学院，福建厦门 361005
  3.厦门大学材料学院，福建厦门 361005
  4.厦门大学第一附属医院，福建厦门 361005
  5.厦门大学能源学院，福建厦门 361005
  6.嘉庚创新实验室，福建厦门 361005
- 作者简介：
  
  李志勇，主任技师，研究方向：医学检验新技术转化，E-mail：xmlzy_213@163.com
  李剑锋，教授，研究方向：核壳纳米材料、表面增强拉曼光谱、电催化、热催化、光催化等能源反应及其原位谱学表征，公共安全、生命健康领域的拉曼快检，E-mail：Li@xmu.edu.cn
- 基金信息：
  
  厦门市科技计划项目(35022022YJ03);中央高校基本科研业务费专项资金(20720220139;20720220117)
- DOI：10.12452/j.fxcsxb.23091402
  中图分类号： O657.3;TP212.3
- 纸质出版日期：2024-01-15，
  
  收稿日期：2023-09-14，
  
  修回日期：2023-10-22，
- 稿件说明：
扫描看全文
张铭中,关鹏程,林嘉盛等.基于内标型花瓣状间隙增强拉曼粒子的pH传感[J].分析测试学报,2024,43(01):207-212.

ZHANG Ming-zhong,GUAN Peng-cheng,LIN Jia-sheng,et al.pH Sensing Based on Internal Standard Petal-like Gap-enhanced Raman Particles[J].Journal of Instrumental Analysis,2024,43(01):207-212.
张铭中,关鹏程,林嘉盛等.基于内标型花瓣状间隙增强拉曼粒子的pH传感[J].分析测试学报,2024,43(01):207-212. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.23091402.

ZHANG Ming-zhong,GUAN Peng-cheng,LIN Jia-sheng,et al.pH Sensing Based on Internal Standard Petal-like Gap-enhanced Raman Particles[J].Journal of Instrumental Analysis,2024,43(01):207-212. DOI： 10.12452/j.fxcsxb.23091402.

摘要

汗液是一种可无创测量的分析物，其pH值可作为诊断和监测各种生理状况的重要指标。表面增强拉曼散射技术（SERS）是一种快速、灵敏、无创、无标记的分析检测技术，但存在因信号波动导致的稳定性差等问题。该文通过制备一种内标型花瓣状间隙增强拉曼标签（PGERT）纳米颗粒并构建pH传感器，实现了对人体汗液中pH值的精确实时分析。该传感器通过在间隙结构内部修饰4-巯基苯甲氰（4-MBN）分子获得内标拉曼信号，并基于外部花瓣状壳层表面修饰pH传感分子4-巯基苯甲酸（4-MBA）获得增强的探针信号，显著提高了检测稳定性和灵敏度。该研究先使用原位分析池建立了pH 5.0~8.0条件下的标准分析曲线，相关系数（

）高达0.99。该传感器对4种不同pH值汗液（pH 5.0~7.0）的检测结果与标准pH计测试结果的误差率分别为（2.17±5.0）%、（4.62±1.1）%、（5.80±0.3）%、（3.68±1.0）%。结果表明，基于该内标型花瓣状间隙纳米拉曼标签的传感器可用于人体汗液的pH值监测，并具有高灵敏度、高稳定性以及分析精确的优点。

Abstract

This study describes a non-invasive，real-time analysis of pH levels in human sweat using surface-enhanced Raman scattering（SERS） technology. The researchers addressed issues such as poor stability caused by signal fluctuations by developing a novel sensor called the petal-like gap-enhanced Raman tag（PGERT）. The sensor utilizes 4-mercaptobenzonitrile（4-MBN） molecules internally for an internal standard Raman signal and externally modifies the surface with 4-mercaptobenzoic acid（4-MBA） pH-sensing molecules to enhance the probe signal. Through in situ analysis，the study established standard analysis curves under pH conditions ranging from 5.0 to 8.0，achieving a high correlation coefficient（

） of up to 0.99. The sensor demonstrated high stability and sensitivity. Error rates between the sensor's detection results for sweat at different pH levels（pH 5.0 to 7.0） and standard pH meter measurements were（2.17±5.0）%，（4.62±1.1）%，（5.80±0.3）% and （3.68±1.0）%，respectively. These results indicate that the sensor，based on the internal standard PGERT，can be applied for monitoring pH levels in human sweat，offering advantages such as high sensitivity，stability，and precise analysis.

关键词

花瓣状间隙增强拉曼标签（PGERT）内标pH检测汗液SERS

Keywords

petal-like gap-enhanced Raman tags（PGERT）internal standardpH detectionsweatSERS

references

Zhao F J，Bonmarin M，Chen Z C，Larson M，Fay D，Runnoe D，Heikenfeld J. Lab Chip，2020，20（1）：168-174.

Shen B，Peng W，Su B，Wu L，Liu Z，Xu H，Zhao J，Feng P，Li F. Anal. Chem.，2022，94（3）：1910-1917.

Yu Q，Wu J，Li L L，Ju H X. J. Instrum. Anal.（于倩，吴洁，李乐乐，鞠熀先. 分析测试学报），2022，41（9）：1286-1300.

Ha J-H，Jeong Y，Ahn J，Hwang S，Jeon S，Kim D，Ko J，Kang B，Jung Y，Choi J，Han H，Gu J，Cho S，Kim H，Bok M，Park S A，Jeong J-H，Park I. Mater. Horizons，2023，10：4163-4171.

Li J F，Huang Y F，Ding Y，Yang Z L，Li S B，Zhou X S，Fan F R，Zhan g W，Zhou Z Y，Wu D Y，Ren B，Wang Z L，Tian Z Q. Nature，2010，464（7287）：392-395.

Chung M，Skinner W H，Robert C，Campbell C J，Rossi R M，Koutsos V，Radacsi N. ACS Appl. Mater. Interfaces，2021，13（43）：51504-51518.

Li J，Peng W，Wang A，Wan M，Zhou Y，Zhang X G，Jin S，Zhang F L. Analyst，2023，148（17）：4044-4052.

He C Z，Xu L Y，Lin M Q，Lin D，Chen Y M，Xu Y J，Xu J R，Feng S Y. J. Light Scattering（何传箴，许露云，林敏琪，林多，陈元美，许元基，许家睿，冯尚源. 光散射学报），2023，35（2）：160-173.

Meng Z C，Lin D Y，Yang L B. J. Light Scattering（孟治材，林东岳，杨良保. 光散射学报），2023，35（2）：142-149.

Yang Z L，Zhu Y Z，Zhang Y J，Li J F. J. Light Scattering（杨芷兰，朱越洲，张月皎，李剑锋. 光散射学报），2023，35（2）：97-107.

Lu Q，Mou T T，Chen S H. J. Light Scattering（卢青，牟涛涛，陈少华. 光散射学报），2023，35（1）：16-23.

Lu D，Cai R，Liao Y，You R，Lu Y. Spectrochim. Acta A，2023，296：122631.

Zhang Y，Gu Y，He J，Thackray B D，Ye J. Nat. Commun.，2019，10（1）：3905.

Keyvani F，Zheng H，Kaysir M R，Mantaila D F，Ghavami N P，Rahman F A，Quadrilatero J，Ban D，Poudineh M. Angew. Chem. Int. Ed.，2023，62（21）：e202301624.

Zhang L，Wang S，Wang Z，Huang Z，Sun P，Dong F，Liu H，Wang D，Xu X. Mater. Horizons，2023，10（6）：2271-2280.

Wang F，Widejko R G，Yang Z，Nguyen K T，Chen H，Fernando L P，Christensen K A，Anker J N. Anal. Chem.，2012，84（18）：8013-8019.

Fan C，Bian T，Shang L，Sh i R，Wu L Z，Tung C H，Zhang T. Nanoscale，2016，8（7）：3923-3925.

Jiang X，Tan Z，Lin L，He J，He C，Thackray B D，Zhang Y，Ye J. Small Methods，2018，2（11）：1800182.

Zhang W S，Wang Y N，Xu Z R. Anal. Chim. Acta，2020，1094：106-112.

Wang P，Wang L，Li C，Li X，Li G. Molecules，2022，27（24）：8764.

Khlebtsov B N，Burov A M，Bratashov D N，Tumskiy R S，Khlebtsov N G. Langmuir，2020，36（20）：5546-5553.

Zhang Y，Chen R，Liu F，Miao P，Lin L，Ye J. Small Methods，2023，7（2）：2201334.

Li B W，Chen L X. J. Instrum. Anal.（李博伟，陈令新. 分析测试学报），2015，34（3）：302-307.

Li X，Chen X S，Huang Y W，Yang J，Zhou G J，Li J F. J. Light Scattering（李霞，陈晓水，黄艺伟，杨君，周国俊，李剑锋. 光散射学报），2021，33（2）：129-134.

Qin Y，Mo J，Liu Y，Zhang S，Wang J，Fu Q，Wang S，Nie S. Adv. Funct. Mater.，2022，32（27）：2201846.

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

高效液相色谱-串联质谱内标法测定乳品中左旋肉碱含量

玩具婴童用品中特定元素人体环境迁移试验条件综述