微針SERS傳感是一種基于表面增強拉曼散射（SERS）技術(shù)的傳感器關規定，它利用微米級別的針尖結(jié)構(gòu)來增強樣品的SERS信號品質，從而提高檢測靈敏度不負眾望。SERS技術(shù)是一種非常靈敏的光譜技術(shù)非常完善，可以檢測非常微小的分子性能穩定，并且可以提供分子的結(jié)構(gòu)信息。由于其高靈敏度和選擇性作用，SERS技術(shù)被廣泛應(yīng)用于分析化學情況正常、生物醫(yī)學和環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域。近年來技術特點，殘留農(nóng)藥已成為最提高鍛煉。關(guān)注的話題之一，在茶葉凝聚力量、水果有所提升、蔬菜等不同的農(nóng)產(chǎn)品中都檢測到了殘留農(nóng)藥。有些殘留農(nóng)藥新的力量，特別是內(nèi)源性農(nóng)藥先進水平，不易被清除，可導(dǎo)致癌癥全面展示、激素破壞重要平臺、哮喘、過敏等多種疾病核心技術。微針SERS傳感器也開始應(yīng)用于農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域應用提升，用于保障食品安全。有報道指出創造性，通過調(diào)節(jié)微針SERS傳感器微針的尺寸和形狀發展的關鍵，可以實現(xiàn)對傳感器性能的有效調(diào)控道路。微針的尺寸和形狀可以影響其表面增強效應(yīng)，進而影響SERS信號的強度和穩(wěn)定性帶動產業發展。同時責任製，微針的形狀也會影響探針分子在微針表面的分布和取向，從而影響傳感器的靈敏度和選擇性倍增效應。由于SERS技術(shù)檢測農(nóng)藥殘留發(fā)生在微針上規則製定，合理設(shè)計微針的尺寸和形狀對優(yōu)化微針SERS傳感器的表面增強效應(yīng)和信號穩(wěn)定性尤為重要。通過微納加工技術(shù)制備具有不同尺寸和形狀的微針陣列優化服務策略，未來將有更多的微針SERS傳感器應(yīng)用農(nóng)藥殘留檢測領(lǐng)域關規定。
近期，廣東工業(yè)大學王成勇教授團隊提出了一種新型的微針SERS傳感器更讓我明白了。該團隊利用2微米精度的面投影微立體光刻技術(shù)（nanoArch S130 迎難而上，摩方精密）實現(xiàn)微針模具的高精度3D打印，結(jié)合倒模技術(shù)探索，并將銀納米顆粒引入到透明質(zhì)酸鈉/聚乙烯醇水凝膠微針貼片（PVA/HA MN）中堅持先行，最終獲得具有高靈敏性能的Ag/HA/PVA微針貼片基SERS傳感器。該傳感器由銀納米顆粒和透明質(zhì)酸鈉/聚乙烯醇水凝膠組成滿意度，具有優(yōu)異的溶脹性能情況較常見，能快速吸收農(nóng)產(chǎn)品中殘留的農(nóng)藥，實現(xiàn)殘留農(nóng)藥的快速檢測主要抓手，以及具有高比表面積的臺階結(jié)構(gòu)體製，極大的提高了微針SERS傳感器的檢測性能。此外創新科技，該微針SERS傳感器成功解決了SERS傳感器檢測中的問題服務延伸，例如現(xiàn)有的SERS傳感器只能檢測農(nóng)產(chǎn)品表面的農(nóng)藥殘留，不能檢測農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部的農(nóng)藥殘留等具有重要意義。該傳感器中微針貼片的針尖可穿透角質(zhì)層進一步，檢測農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部的殘留農(nóng)藥；微針貼片的基底可接觸農(nóng)產(chǎn)品表面功能，檢測農(nóng)產(chǎn)品表面的殘留農(nóng)藥應用的因素之一。相關(guān)成果以“Novel Microneedle Patch-Based Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Sensor for the Detection of Pesticide Residues"為題發(fā)表在《ACS Applied Materials & Interfaces》期刊上。
圖1 微針SERS傳感器同時檢測農(nóng)產(chǎn)品表面和內(nèi)部殘留農(nóng)藥的原理圖：微針針尖可穿透角質(zhì)層預期，檢測農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部的殘留農(nóng)藥；微針基底可接觸農(nóng)產(chǎn)品表面幅度，檢測農(nóng)產(chǎn)品表面的殘留農(nóng)藥結構。
該研究中，微針SERS傳感器同時檢測農(nóng)產(chǎn)品表面和內(nèi)部殘留農(nóng)藥的原理如圖1所示貢獻，它分為兩個部分：（i）檢測農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)部殘留農(nóng)藥的微針針尖規模最大，其表面具有銀納米顆粒穩中求進，用以顯著增強農(nóng)藥分子的拉曼信號，而針尖具有高比表面積的臺階結(jié)構(gòu)最深厚的底氣，提高了微針SERS傳感器的檢測性能協同控製；（ii）檢測農(nóng)產(chǎn)品表面殘留農(nóng)藥的微針基底。為了制造出微針SERS傳感器品質，該團隊首先利用面投影微立體光刻技術(shù)（nanoArch S130 利用好，摩方精密）完成微針陽模的制造，通過將Sylgard 184A和Sylgard 184B以10:1重量比混合來制備聚合物混合溶液倒在微針陽模上開展攻關合作，固化製度保障，得到PDMS微針模具；然后將透明質(zhì)酸鈉/聚乙烯醇混合溶液倒入模具的有效手段，通過循環(huán)冷凍-解凍使聚合物發(fā)生交聯(lián)統籌推進，制備HA/PVA水凝膠聚合物微針；再然后將微針浸入到Ag納米顆粒懸浮液中關鍵技術；最后了解情況，制造出Ag/HA/PVA微針貼片基SERS傳感器，如圖2所示技術研究。由此重要的，最終制備的Ag/HA/PVA微針貼片基SERS傳感器表面銀納米顆粒均勻分布(圖2（e）)，且其粒徑為80 nm（圖2（f））結論，這是Ag/HA/PVA微針貼片基SERS傳感器檢測的基礎(chǔ)和諧共生。
圖2 Ag/HA/PVA微針貼片SEM照片。（a）傾斜圖（傾斜度：30°適應性強；比例尺：500 μm）技術交流；（b）低倍（比例尺：200 μm）；（c）高倍（比例尺：100 μm）拓展；（d）俯視圖（比例尺：500 μm）創造更多；（e）低倍（比例尺：1 μm）；（f）高倍（比例尺：500 nm）不斷進步。該圖表明Ag納米顆粒均勻分布于微針貼片工藝技術。通過臺階結(jié)構(gòu)的微針與表面光滑的普通微針進行對比，微針的臺階結(jié)構(gòu)可增加針21.7%的表面積規模，其有利于提高Ag/HA/PVA微針貼片基SERS傳感器的檢測性能近年來。為了進一步研究該微針SERS傳感器的檢測性能，該團隊還在不同濃度的福美雙與噻菌靈下進行一系列實驗發展目標奮鬥。最終技術先進，利用微針貼片基SERS傳感器，成功檢測出茶葉、菠菜和西紅柿中殘留的福美雙和噻菌靈認為。其檢測福美雙的濃度范圍為10-7M-10-4M服務好；其檢測噻菌靈的濃度范圍為10-8M-10-5M，如圖3反應能力。與現(xiàn)有的微針SERS傳感器相比講實踐，該團隊提出的Ag/HA/PVA微針貼片基SERS傳感器不僅具有操作簡單、微創(chuàng)等優(yōu)點奮戰不懈，還能同時檢測農(nóng)產(chǎn)品表面和內(nèi)部的殘留農(nóng)藥市場開拓，在農(nóng)藥殘留檢測方面具有巨大應(yīng)用潛力。
圖3 微針傳感器檢測不同濃度福美雙與噻菌靈SERS曲線圖
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更新時間：2023-05-11
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