表面增强拉曼光谱法(SERS)

表面增强拉曼光谱法（SERS）

马尔科·利昂纳（Marco Leona）

1.分类

表面增强拉曼光谱法（surface-enhanced Raman spectrosopy，SERS）是一种振动波谱显微分析技术，属于破坏式光谱技术。

2.说明

SERS是拉曼光谱法的一种特殊形式，它利用的原理是：有机分子吸附在金属质原子级粗糙表面（通常为银纳米颗粒或银纳米结构表面）上时，拉曼散射会显著增强。实际应用中，是用一滴银胶体（银纳米颗粒在水中的悬浮液，可用多种方法制备，通常是在硝酸银溶液中加入适当的还原剂和稳定剂制成）来处理微观样品，再使用拉曼光谱法进行分析。将检测所得光谱与可能化合物的标准谱进行比较，并对所有相关光谱带进行匹配，即可识别未知着剂的成分。

3.应用

近年来，在鉴定用于纺织染料的天然及合成有机着剂，鉴定用于素描、印刷品、绘画和其他彩绘艺术

品的淀染料时，已经越来越多地用到了SERS。这项技术极其灵敏，可成功地从直径只有几十微米的样品中鉴别出有机着剂。SERS已成功鉴定和表征过的着剂包括茜红、胭脂、紫胶染料、木犀草素、柘黄、檗黄、苏木精、藏红花、巴西木、地衣紫、紫草素、甲基紫、品红、苯胺紫和曙红。

4.局限性

国务院公报现在已经有了几种可以直接在艺术品表面对着剂进行原位SERS检测的方法，比如用胶体液滴在艺术品表面形成微滴，或是在艺术品表面涂含银的凝胶，但这种技术仍不能视为非侵入式的。这还是一种取样，只是非常微量而已。人们在某些方面还无法透彻地理解SERS，尤其是银纳米粒子对复杂样品中有机分子的吸附动力学，还有不明之处。一些难以排除的干扰也常会限制这种技术的灵敏度。而且SERS是一种无法进行物相分离的光谱技术，样品中所有品种的散射物质会共同生成一个复杂的光谱。这种图谱不是都能正确地分离成各个组成部分。天然染料是由各种化学相关化合物组成的复杂混合物，还有一些是故意制造的混合物，在遇到这些情况时，SERS的定性能力就不如谱技术了。

5.补充技术

张锷拉曼光谱法、高效液相谱法以及液相谱-质谱法。

6.技术规范与注意事项

—

激发激光波长

—胶体／纳米粒子基质

—样品处理

—pH值

7.技术简史UTC时间

1974年，弗莱施曼（Fleischmann）及其同事首次观察到吸附在银电极上的吡啶发生了拉曼散射异常增强的现象。直到1977年，两个研究团队各自独立地提出了该现象的机制，才为这种物理现象作出了合理的解释。SERS在艺术品研究领域的首次应用可追溯到1987年，基尼（Guineau）和吉夏尔（Guichard）用这种技术为合成茜素和8世纪茜红染纺织品样品提取物做出了SERS光谱。2004年，美国和欧洲的多个研究团队开始系统地将这项技术应用于多种有机着剂，SERS的应用也更进了一步。

8.文献

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