MOF用于功能性表面增强拉曼散射
2020-12-07 21:49:00金属有机框架(metal-organic framework,MOF)是一种新型的多孔材料,具有超高孔隙率、极大比表面积、结构多样、易功能化等特性。其繁复多变的结构如同东邪黄药师的落英神剑掌,千变万化创造了材料性能的无限可能。
而表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering,SERS)光谱神似一灯大师的一阳指:快稳准狠,具有高灵敏性、高选择性等优点,被应用到生物、食品、环境等领域,为结构表征、物质相互作用和化学反应机理的解释提供了不可或缺的信息。
近年来人们探索将MOF与SERS两大新技能进行结合,以实现对特定领域体系中微量乃至痕量成分的检测。
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首都师范大学张欣老师课题组将有关 MOF 用于 SERS 基底材料进行了系统的总结与对比分析。 综述内容主要围绕以下两个方面展开:
1. MOF制备SERS基底
作者详细介绍了MOF单独作为SERS基底、在MOF的外表面固定纳米粒子、在MOF内部嵌入金属粒子、MOF用于核壳结构和MOF用于整合功能单元作为SERS基底等基底制备方法,并总结了MOF用于SERS基底的合成策略及增强效果。
2. MOF应用于SERS检测
通过对环境、食品、生物等不同领域分子检测进行对比,作者介绍了当前MOF材料在SERS实际应用领域检测中的研究进展。并指出当前MOF材料用于构建SERS基底与待测分子或增强因子之间未发现明显规律。
长久以来,寻找一种性能优异应用广泛的材料一直是材料研究的目的,但是为了实现SERS基底的功能化,特定性能的SERS基底合成仍然存在着制备工艺复杂、增强效果还需提高等挑战。作者展望了MOF与SERS相结合的新方向。MOF最吸引人的特性是通过改变金属离子和配体得到所需的结构,为SERS基底合成提供了新颖的方式。金属离子和相应的配体的选取,两者结合后构成的空间结构、孔隙度、涂布形式和测量过程优化等都值得我们做进一步的研究。
此外,MOF在SERS检测中追求与待测物质特异性识别,将MOF作为拉曼探针与目标分子相互作用实现灵敏响应,这对于开发特异性和普适性检测仪器至关重要。因此,了解不同种MOF材料的突出特性以及应用领域能为拉曼技术检测中提高特异性提供思路。随着新型制备方法的发展以及对材料更进一步地研究,MOF在SERS基底制备和检测过程中必将发挥至关重要的作用。
文/高俊,田洋,李中峰,张琦萌,李响,肖絮,张卓勇
本文来自《科学通报》