Plasmonic trimers designed as SERS-active chemical traps for subtyping of lung tumors

等离子体三聚体被设计为 SERS 活性化学陷阱，用于肺癌亚型分析

Zhao X, Liu X, Chen D, et al. Plasmonic trimers designed as SERS-active chemical traps for subty** of lung tumors[J]. Nature Communications, 2024, 15(1): 5855.

主讲人：王安慧，2024年8月25日

研究背景：

  表面增强拉曼散射(SERS) 作为一种界面分子光谱技术，具有灵敏度高、具有化学识别能力等优点。这种方法通过制备金属纳米阵列，并用光激发纳米材料的等离激元共振并产生强电磁场，从而放大附近分子的拉曼信号。然而，这些强电磁场，即“热点”，仅占材料表面约 1% 的区域，随机吸附的分子很难落入其中。这种“热点”的不均匀性使 SERS 高灵敏度的优势在实践中难以实现，并直接限制了 SERS 在定量检测中的应用。

研究内容：

  在本研究中，针对上述问题，东南大学表面增强光谱课题组精准构筑了等离激元三聚体纳米阵列，用于解决 SERS 研究中普遍存在的“热点”分布不均难题，为提升 SERS 技术的检测效率与灵敏度开辟了新途径。

要点:

1. 研究采用超薄多孔氧化铝 (AAO) 技术，综合运用 E-beam，ALD，Sputtering 等多种沉积技术，制备了等离激元三聚体纳米阵列。

2. 探究该结构由两侧的大颗粒，与中心的陷阱小颗粒构成。由于两种颗粒的化学成分不同，可以基于吸附能的不同，将探针分子选择性地吸附在中心的陷阱颗粒上。

3. 研究基于等离激元相关理论，该中心区域与“热点”区域高度重合，因此这可以实现探针分子与“热点”区域的空间匹配，从而极大提升了 SERS 的信号强度及可重复性。

4. 研究双分子分析法结果显示，该基底具有单分子 SERS 检测的能力。

5. 研究将该三聚体纳米阵列应用于肺肿瘤组织分泌物的 SERS 探测。

总结和展望：

  本篇文章中，作者精准构筑了 Au@Al2O3-Au-Au@Al2O3 三聚体纳米阵列，为 SERS 增强提供了高密度的“热点”。基于以上基础，作者将该三聚体纳米阵列应用于肺肿瘤组织分泌物的 SERS 探测，为肺癌的早期 SERS 检测与分型提供了宝贵的见解与工具。