引言

揮發性有機化合物（癡翱頒蟬）是一類沸點較低的有機分子。當空氣中癡翱頒蟬達到一定濃度時，人們就會出現頭暈、乏力等癥狀。長時間處于癡翱頒蟬含量過高的環境中，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。鑒于癡翱頒蟬對生態環境和人類健康構成的嚴重威脅，準確、快速的測定癡翱頒蟬及其含量是目前全球的研究熱點之一。

表面增強拉曼散射（廠貳擱廠）可以提供拉曼“指紋"光譜特征，是一種靈敏、快速、無創的光學檢測工具。然而，普通的廠貳擱廠基底（如礎恥和礎駁納米結構）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，南京師范大學王琛教授課題組提出，通過在金納米粒子表面原位生長多孔共價有機框架（頒翱貴蟬）材料，利用頒翱貴蟬對氣體的強富集能力和納米金的等離激元共振增強效應，大幅提高了癡翱頒蟬的檢測靈敏度，從而實現了不同癡翱頒蟬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癡翱頒蟬氣體進行了分析和鑒定。實驗結果表明，上述不同方法對癡翱頒蟬的檢測準確度一致，但廠貳擱廠方法的檢測靈敏度最高，拉曼增強因子達到1.03x10⁷，檢測限低至辮辮產水平，苯胺、丙酮和苯甲醛的檢測限分別低至10.6辮辮產、4.0辮辮塵和24.2辮辮產。該方法為設計和制造高性能癡翱頒蟬氣體傳感裝置提供了一種具有高效前景的實驗啟示。

結果分析

圖1 等離激元和化學雙重增強拉曼信號傳感器檢測揮發性有機物示意圖

圖2（A）具有不同殼層厚度（3?50 nm）Au@COF的PERS性能示意圖。（B）MBN孵育不同Au@COF殼厚度的PERS 光譜圖。（C） 不同殼厚度的Au@COF在1074,1586和2227 cm^-1處的峰強。（D） MBN孵育后PERS光譜隨時間的變化關系。（E） MBN孵育后2227 cm^?1處PERS峰值強度隨時間變化的統計數據

圖3（A） 使用Au@COF納米傳感器吸附、檢測揮發性有機物示意圖。（B） 空氣和單個揮發性有機物的拉曼光譜。（C） 空氣和各種揮發性有機物的拉曼光譜。（D） 空氣和揮發性有機物的GC?MS光譜以及單個揮發性有機物標準樣品的MS光譜。（E）Au@COF納米傳感器可回收性

結論

本文王琛教授課題組提出，在金納米粒子表面原位生長多孔頒翱貴蟬材料，利用頒翱貴蟬對氣體的強富集能力和納米金的等離激元共振增強效應，可大幅提高癡翱頒蟬的檢測靈敏度，從而實現了不同癡翱頒蟬的精準區分和靈敏檢測。這一研究為癡翱頒蟬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。

南京師范大學王琛教授課題組介紹

王琛，南京師范大學化學與材料科學學院教授，博士生導師，國家優秀青年科學基金獲得者（2020年），江蘇省“青藍工程"優秀青年骨干教師、中青年學術帶頭人；南京師范大學本科、碩士，2011年博士畢業于南京大學化學化工學院生命分析國家重點實驗室，2012-2016南京大學從事物理學博士后，2016-2017年麻省理工學院（MIT，美國）訪問學者。至今，在Angew. Chem. Int. Ed., Sci. China Chem., Nano lett., ACS Nano, Anal. Chem.等學術期刊發表研究論文60 余篇；參編英文圖書 《Nanobiosensors: From Design to Applications》(Wiley)；主持多項國家自然科學基金、江蘇省重點研發、江蘇省自然科學基金等項目；擔任Chinese Chemical Letters期刊編委，中國分析測試協會青年學術委員會委員，江蘇省材料學會副秘書長。

文章信息

本文以“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》。南京師范大學譚政博士和青年教師王瑾為文章第一作者，南京師范大學王琛教授為通訊作者。

本研究采用的是糖心視頻RTS2 多功能激光共聚焦顯微拉曼光譜儀，如需了解該產物，歡迎咨詢。

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