高穩定/高靈敏核殼結構的SERS編碼納米標簽SERS(表面增強拉曼散射,Surface-enhanced Raman scattering)編碼納米標簽因其優良的光穩定性、多功能特征而被廣泛地應用于傳感、光催化、生物成像等領域。1目前常用的SERS編碼納米標簽材料是金和銀,它們分別具有各自的優缺點:金納米標簽易合成、抗氧化,但低電磁場增強;而銀納米標簽具有高電磁場增強,但難合成、易氧化;因此近些年來金-銀復合納米標簽因具有二者的優點而被廣泛應用。2 然而目前金-銀復合納米標簽仍然存在兩個主要問題:(1)合成過程中電置換的存在而導致銀殼仍被氧化而不能長期保存;(2)標記拉曼染料時需要染料帶有巰基通過金硫鍵共價連接到標簽上,限制了標簽的編碼能力。3,4圖1 SERS編碼納米標簽廣泛應用5針對以上問題,本公司生產了Au@Agdye@Au結構的SERS編碼納米標簽(圖1)。圖2 Au@Agdye@Au SERS編碼納米標簽結構示意圖該SERS編碼納米標簽主要有以下優勢:超強穩定性:標簽的銀殼被致密金殼保護,防止了銀殼被氧化,標簽可以長期保存1年以上,拉曼信號穩定。超高編碼能力:拉曼染料通過吸附被包裹在銀殼和金殼之間,最外層的致密金殼防止了拉曼染料的泄漏;所用拉曼染料帶不需帶有巰基,適用范圍廣,使標簽具有超高編碼能力。單分散性好:單分散性好有利于提高標簽的儲存穩定性以及偶聯生物分子的效率。拉曼信號強度高:拉曼信號強度高有利于提高標簽在免疫分析、分子診斷等應用中的靈敏度。圖3 不同銀殼厚度的Au@Ag的紫外-可見吸收光譜,以及最大吸收峰與銀殼厚度之間的線性關系圖4 Au、Au@Ag、Au@Agdye@Au的粒徑分布圖5 Au@AgNB和Au@AgNB@Au標簽的抗氧化能力對比(分別用1% H2O2處理1 min和1 h)圖6 Au@AgNB@Au標簽儲存30天后的拉曼信號圖7 Au@AgMB@Au和Au@AgCV@Au標簽過氧化氫處理后的拉曼光譜參考文獻1 Wang, Z., Zong, S., Wu, L., Zhu, D. & Cui, Y. SERS-Activated Platforms for Immunoassay: Probes, Encoding Methods, and Applications. Chem Rev 117, 7910-7963, doi:10.1021/acs.chemrev.7b00027 (2017).2 Yang, Y., Liu, J., Fu, Z.-W. & Qin, D. Galvanic Replacement-Free Deposition of Au on Ag for Core-Shell Nanocubes with Enhanced Chemical Stability and SERS Activity. J Am Chem Soc 136, 8153-8156, doi:10.1021/ja502472x (2014).3 Mayer, M. et al. Aqueous Gold Overgrowth of Silver Nanoparticles: Merging the Plasmonic Properties of Silver with the Functionality of Gold. Angew Chem Int Edit 56, 15866-15870, doi:10.1002/anie.201708398 (2017).4 Rodal-Cedeira, S. et al. An Expanded Surface-Enhanced Raman Scattering Tags Library by Combinatorial Encapsulation of Reporter Molecules in Metal Nanoshells. ACS Nano 14, 14655-14664, doi:10.1021/acsnano.0c04368 (2020).5 Wang, Y., Yan, B. & Chen, L. SERS Tags: Novel Optical Nanoprobes for Bioanalysis. Chem Rev 113, 1391-1428, doi:10.1021/cr300120g (2013).