南京師范大學化科院王琛教授課題組與分析測試中心廖學巍老師合作，在揮發性有機化合物（VOCs）氣體傳感檢測方面取得新進展，相關成果以“Simultaneous Sensing of Multiplex Volatile Organic Compounds by Adsorption and Plasmon Dual-Induced Raman Enhancement Technique”為題發表在傳感領域旗艦期刊《ACS Sensors》。

揮發性有機化合物（VOCs）是一類沸點較低的有機分子。當空氣中VOCs達到一定濃度時，人們就會出現頭暈、乏力等癥狀。長時間處于VOCs含量過高的環境中，會對人的腎臟、肝臟、大腦等造成傷害，影響神經系統的正常運行。鑒于VOCs對生態環境和人類健康構成的嚴重威脅，準確、快速的測定VOCs及其含量是目前全球的研究熱點之一。

表面增強拉曼散射（SERS）可以提供獨特的拉曼“指紋”光譜特征，是一種靈敏、快速、無創的光學檢測工具。然而，普通的SERS基底（如Au和Ag納米結構）在低濃度和高擴散性的氣體樣品檢測方面仍面臨巨大挑戰。針對這一難題，王琛教授課題組提出，在金納米粒子表面原位生長多孔共價有機框架（COFs）材料，利用COFs對氣體的強富集能力和納米金的等離激元共振增強效應，大幅提高VOCs的檢測靈敏度，從而實現了不同VOCs的精準區分和靈敏檢測。

為驗證該方法的準確性和靈敏度，分析測試中心廖學巍老師利用傳統的氣相色譜和氣質聯用方法，對空氣樣品中的不同VOCs氣體進行了分析和鑒定。實驗結果表明，上述不同方法對VOCs的檢測準確度一致，但SERS方法的檢測靈敏度最高，檢測限低至ppb水平。這一研究為VOCs的識別和檢測提供了一種簡單、靈敏和快速的方法，在農業、環境和人類健康等領域均具有良好的應用前景。

在此研究基礎上，王琛教授組深入分析了多孔材料與金屬納米粒子之間的協同作用機制，提出了等離激元和化學雙重增強拉曼信號新機理，并基于此技術，實現了細胞膜表面不同蛋白質的同時多色檢測。相關成果以“Ultrasensitive Multiplex Imaging of Cell Surface Proteins via Core-Shell Surface-Enhanced Raman Scattering Nanoprobes”為題發表在《ACS Sensors》。

上述研究工作得到了國家優秀青年科學基金和江蘇省重點研發等科研項目的資助。化科院青年教師王瑾博士為上述論文的共一/第一作者課題組已畢業研究生譚證同學在實驗方面提供了諸多支持和幫助。

論文鏈接：
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acssensors.2c02572
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acssensors.3c00100

審核編輯 ：李倩