stringtranslate.com

Espectroscopia Raman de superficie mejorada

Espectro Raman de 2-mercaptoetanol líquido (abajo) y espectro SERS de monocapa de 2-mercaptoetanol formada sobre plata rugosa (arriba). Los espectros están escalados y desplazados para mayor claridad. Se observa una diferencia en las reglas de selección: algunas bandas aparecen solo en el espectro Raman de la fase en masa o solo en el espectro SERS.

La espectroscopia Raman de superficie mejorada o dispersión Raman de superficie mejorada ( SERS ) es una técnica sensible a la superficie que mejora la dispersión Raman mediante moléculas adsorbidas en superficies metálicas rugosas o mediante nanoestructuras como nanotubos de sílice plasmónico-magnéticos. [1] El factor de mejora puede ser de hasta 10 10 a 10 11 , [2] [3] lo que significa que la técnica puede detectar moléculas individuales. [4] [5]

Historia

El SERS de piridina adsorbida en plata rugosa electroquímicamente fue observado por primera vez por Martin Fleischmann , Patrick J. Hendra y A. James McQuillan en el Departamento de Química de la Universidad de Southampton , Reino Unido en 1973. [6] Esta publicación inicial ha sido citada más de 6000 veces. El 40 aniversario de la primera observación del efecto SERS ha sido marcado por la Royal Society of Chemistry con la concesión de una placa de Monumento Químico Nacional a la Universidad de Southampton. En 1977, dos grupos notaron de forma independiente que la concentración de especies dispersantes no podía explicar la señal mejorada y cada uno propuso un mecanismo para la mejora observada. Sus teorías aún se aceptan como explicación del efecto SERS. Jeanmaire y Richard Van Duyne [7] propusieron un efecto electromagnético, mientras que Albrecht y Creighton [8] propusieron un efecto de transferencia de carga. Rufus Ritchie, de la División de Investigación de Ciencias de la Salud del Laboratorio Nacional de Oak Ridge , predijo la existencia del plasmón de superficie . [9]

Mecanismos

El mecanismo exacto del efecto de mejora de SERS todavía es un tema de debate en la literatura. [10] Hay dos teorías principales y, si bien sus mecanismos difieren sustancialmente, distinguirlas experimentalmente no ha sido sencillo. La teoría electromagnética propone la excitación de plasmones superficiales localizados , mientras que la teoría química propone la formación de complejos de transferencia de carga . La teoría química se basa en la espectroscopia Raman de resonancia , [11] en la que la coincidencia de frecuencia (o resonancia) de la energía del fotón incidente y la transición de electrones mejora en gran medida la intensidad de dispersión Raman . La investigación en 2015 sobre una extensión más potente de la técnica SERS llamada SLIPSERS (Slippery Liquid-Infused Porous SERS) [12] ha respaldado aún más la teoría EM. [13]

Teoría electromagnética

El aumento de la intensidad de la señal Raman para adsorbatos en superficies particulares se produce debido a una mejora en el campo eléctrico proporcionado por la superficie. Cuando la luz incidente en el experimento golpea la superficie, se excitan plasmones superficiales localizados. La mejora del campo es mayor cuando la frecuencia del plasmón , ω p , está en resonancia con la radiación ( para partículas esféricas). Para que se produzca dispersión, las oscilaciones del plasmón deben ser perpendiculares a la superficie; si están en el plano con la superficie, no se producirá dispersión. Es debido a este requisito que las superficies rugosas o las disposiciones de nanopartículas se emplean típicamente en experimentos SERS ya que estas superficies proporcionan un área en la que pueden producirse estas oscilaciones colectivas localizadas . [14] La mejora de SERS puede ocurrir incluso cuando una molécula excitada está relativamente alejada de la superficie que alberga nanopartículas metálicas que permiten los fenómenos de plasmón superficial. [15]

La luz incidente sobre la superficie puede excitar una variedad de fenómenos en la superficie, aunque la complejidad de esta situación se puede minimizar con superficies con características mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz, ya que el sistema solo reconocerá la contribución dipolar . El término dipolar contribuye a las oscilaciones plasmónicas, lo que conduce a la mejora. El efecto SERS es tan pronunciado porque la mejora del campo se produce dos veces. Primero, la mejora del campo magnifica la intensidad de la luz incidente, lo que excitará los modos Raman de la molécula que se está estudiando, aumentando así la señal de la dispersión Raman. Luego, la señal Raman se magnifica aún más por la superficie debido al mismo mecanismo que excitó la luz incidente, lo que resulta en un mayor aumento en la salida total. En cada etapa, el campo eléctrico se mejora como E 2 , para una mejora total de E 4 . [16]

La mejora no es igual para todas las frecuencias. Para aquellas frecuencias para las que la señal Raman solo se desplaza ligeramente de la luz incidente, tanto la luz láser incidente como la señal Raman pueden estar cerca de la resonancia con la frecuencia del plasmón, lo que conduce a la mejora E 4 . Cuando el desplazamiento de frecuencia es grande, la luz incidente y la señal Raman no pueden estar ambas en resonancia con ω p , por lo que la mejora en ambas etapas no puede ser máxima. [17]

La elección del metal de la superficie también está determinada por la frecuencia de resonancia plasmónica. La radiación visible y cercana al infrarrojo (NIR) se utilizan para excitar los modos Raman. La plata y el oro son metales típicos para los experimentos SERS porque sus frecuencias de resonancia plasmónica caen dentro de estos rangos de longitud de onda, lo que proporciona una mejora máxima para la luz visible y cercana al infrarrojo. El espectro de absorción del cobre también cae dentro del rango aceptable para los experimentos SERS. [18] Las nanoestructuras de platino y paladio también muestran resonancia plasmónica dentro de las frecuencias visibles y cercanas al infrarrojo. [19]

Teoría química

La espectroscopia Raman de resonancia explica la enorme mejora de la intensidad de dispersión Raman. Las transferencias de carga intermoleculares e intramoleculares mejoran significativamente los picos del espectro Raman. En particular, la mejora es enorme para las especies que adsorben la superficie del metal debido a las transferencias de carga de alta intensidad desde la superficie del metal con banda ancha a las especies adsorbentes. [20] Esta mejora de la resonancia Raman es dominante en SERS para especies en nanocúmulos pequeños con brechas de banda considerables , [20] porque el plasmón de superficie aparece solo en superficies metálicas con brechas de banda cercanas a cero. Este mecanismo químico probablemente ocurre en concierto con el mecanismo electromagnético para la superficie del metal. [21] [22]

Superficies

Aunque la SERS se puede realizar en soluciones coloidales, hoy en día el método más común para realizar mediciones de SERS es depositando una muestra líquida sobre una superficie de silicio o vidrio con una superficie de metal noble nanoestructurada. Si bien los primeros experimentos se realizaron en plata rugosa electroquímicamente [6] , ahora las superficies a menudo se preparan utilizando una distribución de nanopartículas metálicas en la superficie [23], así como utilizando litografía [24] o silicio poroso como soporte. [25] [26] También se han utilizado nanopilares de silicio bidimensionales decorados con plata para crear sustratos activos de SERS. [27] Los metales más comunes utilizados para superficies plasmónicas en SERS de luz visible son plata y oro; sin embargo, recientemente se ha explorado el aluminio como un material plasmónico alternativo, porque su banda de plasmón está en la región UV, al contrario de la plata y el oro. [28] Por lo tanto, existe un gran interés en el uso de aluminio para SERS UV. Sin embargo, sorprendentemente también se ha demostrado que tiene una gran mejora en el infrarrojo, que no se comprende por completo. [29] En la década actual, se ha reconocido que el costo de los sustratos SERS debe reducirse para convertirse en una técnica de medición de química analítica de uso común. [30] Para satisfacer esta necesidad, el papel plasmónico ha experimentado una amplia atención en el campo, y se han formado sustratos SERS altamente sensibles a través de enfoques como remojo, [31] [32 ] [33] síntesis in situ, [34] [35] serigrafía [36] e impresión por inyección de tinta. [37] [38] [39]

La forma y el tamaño de las nanopartículas metálicas afectan fuertemente la fuerza de la mejora porque estos factores influyen en la relación de eventos de absorción y dispersión. [40] [41] Hay un tamaño ideal para estas partículas, y un espesor de superficie ideal para cada experimento. [42] Si la concentración y el tamaño de partícula se pueden ajustar mejor para cada experimento, esto contribuirá en gran medida a la reducción de costos de los sustratos. Las partículas que son demasiado grandes permiten la excitación de multipolos , que no son radiativos. Como solo la transición dipolar conduce a la dispersión Raman, las transiciones de orden superior causarán una disminución en la eficiencia general de la mejora. Las partículas que son demasiado pequeñas pierden su conductancia eléctrica y no pueden mejorar el campo. Cuando el tamaño de partícula se acerca a unos pocos átomos, la definición de plasmón no se cumple, ya que debe haber una gran colección de electrones para oscilar juntos. [16] Un sustrato SERS ideal debe poseer alta uniformidad y alta mejora de campo. Estos sustratos se pueden fabricar a escala de oblea y también se ha demostrado la microscopía de superresolución sin etiquetas utilizando las fluctuaciones de la señal de dispersión Raman mejorada en la superficie de dichas metasuperficies plasmónicas de alto rendimiento y altamente uniformes. [43]

Debido a sus propiedades físicas y químicas únicas, los materiales bidimensionales (2D) han ganado una atención significativa como sustratos alternativos para la espectroscopia Raman de superficie mejorada (SERS). El uso de materiales 2D como sustratos SERS ofrece varias ventajas sobre los sustratos metálicos tradicionales, incluida una alta sensibilidad, reproducibilidad y estabilidad química. [44]

El grafeno es uno de los materiales 2D más estudiados para aplicaciones SERS. El grafeno tiene una gran área de superficie, alta movilidad de electrones y excelente estabilidad química, lo que lo convierte en un sustrato atractivo para SERS. También se ha demostrado que los sensores SERS basados ​​en grafeno son altamente reproducibles y estables, lo que los hace atractivos para aplicaciones del mundo real. [45] Además del grafeno, también se han investigado otros materiales 2D, especialmente MXenes, para aplicaciones SERS. [46] [47] Los MXenes tienen una gran área de superficie, buena conductividad eléctrica y estabilidad química, lo que los hace atractivos para aplicaciones SERS. [46] Como resultado, los sensores SERS basados ​​en MXene se han utilizado para detectar varios analitos, incluidas moléculas orgánicas, [48] fármacos y sus metabolitos. [47]

A medida que continúen la investigación y el desarrollo, es probable que los sensores SERS basados ​​en materiales 2D se utilicen más ampliamente en diversas industrias, incluidas la monitorización ambiental, la atención médica y la seguridad alimentaria. [49]

Aplicaciones

Los sustratos SERS se utilizan para detectar la presencia de biomoléculas de baja abundancia y, por lo tanto, pueden detectar proteínas en fluidos corporales. [50] La detección temprana de biomarcadores de cáncer de páncreas se logró utilizando un enfoque de inmunoensayo basado en SERS. [50] Se utiliza una plataforma de detección de biomarcadores de proteínas multiplex basada en SERS en un chip microfluídico para detectar varios biomarcadores de proteínas para predecir el tipo de enfermedad y biomarcadores críticos y aumentar la posibilidad de diferenciar enfermedades con biomarcadores similares como cáncer de páncreas, cáncer de ovario y pancreatitis. [51] Esta tecnología se ha utilizado para detectar urea y plasma sanguíneo libre de etiquetas en suero humano y puede convertirse en la próxima generación en detección y detección de cáncer. [52] [53]

La capacidad de analizar la composición de una mezcla a nanoescala hace que el uso de sustratos SERS sea beneficioso para el análisis ambiental, productos farmacéuticos, ciencias de los materiales, arte y investigación arqueológica, ciencia forense, detección de drogas y explosivos, análisis de calidad de alimentos, [54] y detección de células de algas individuales. [55] [56] [57] SERS combinado con detección plasmónica se puede utilizar para análisis cuantitativos de alta sensibilidad de pequeñas moléculas en biofluidos humanos, [58] la detección cuantitativa de interacción biomolecular, [59] la detección de biomarcadores de cáncer de bajo nivel a través de plataformas de inmunoensayo sándwich, [60] [61] la caracterización sin etiquetas de exosomas, [62] y el estudio de procesos redox a nivel de molécula única. [63]

La SERS es una técnica potente para determinar información estructural sobre sistemas moleculares. Tiene una amplia gama de aplicaciones en la detección química ultrasensible y los análisis ambientales. [64]

En 2020 se publicó una revisión de las aplicaciones presentes y futuras de SERS. [65]

Reglas de selección

El término espectroscopia Raman mejorada por superficie implica que proporciona la misma información que la espectroscopia Raman tradicional, simplemente con una señal muy mejorada. Si bien los espectros de la mayoría de los experimentos SERS son similares a los espectros no mejorados por superficie, a menudo hay diferencias en la cantidad de modos presentes. En el espectro SERS pueden estar presentes modos adicionales que no se encuentran en el espectro Raman tradicional, mientras que otros modos pueden desaparecer. Los modos observados en cualquier experimento espectroscópico están dictados por la simetría de las moléculas y generalmente se resumen mediante reglas de selección . Cuando las moléculas se adsorben a una superficie, la simetría del sistema puede cambiar, modificando ligeramente la simetría de la molécula, lo que puede conducir a diferencias en la selección del modo. [66]

Una forma común en la que se modifican las reglas de selección surge del hecho de que muchas moléculas que tienen un centro de simetría pierden esa característica cuando se adsorben a una superficie. La pérdida de un centro de simetría elimina los requisitos de la regla de exclusión mutua , que dicta que los modos solo pueden ser activos en Raman o en infrarrojos. Por lo tanto, los modos que normalmente aparecerían solo en el espectro infrarrojo de la molécula libre pueden aparecer en el espectro SERS. [14]

La simetría de una molécula puede modificarse de distintas maneras según la orientación en la que la molécula esté adherida a la superficie. En algunos experimentos, es posible determinar la orientación de la adsorción a la superficie a partir del espectro SERS, ya que habrá distintos modos presentes según cómo se modifique la simetría. [67]

SERS remoto

La espectroscopia Raman mejorada con superficie remota (SERS) consiste en utilizar nanoguías de ondas metálicas que soportan polaritones plasmónicos de superficie (SPP) que se propagan para realizar SERS en una ubicación distante diferente a la del láser incidente.

La propagación de SPP soportados por nanocables se ha utilizado para mostrar la excitación remota, [68] [69] así como la detección remota de SERS. [70] También se utilizó un nanocable de plata para mostrar la excitación y detección remotas utilizando grafeno como dispersor Raman [71].

Aplicaciones

Ya se han utilizado diferentes sistemas plasmónicos para demostrar la detección Raman de biomoléculas in vivo en células y la excitación remota de reacciones catalíticas de superficie.

Inmunoensayos

Los inmunoensayos basados ​​en SERS se pueden utilizar para la detección de biomarcadores de baja abundancia. Por ejemplo, se pueden utilizar anticuerpos y partículas de oro para cuantificar proteínas en suero con alta sensibilidad y especificidad. [50] [51]

Focalización de oligonucleótidos

La SERS se puede utilizar para identificar secuencias específicas de ADN y ARN utilizando una combinación de nanopartículas de oro y plata y colorantes activos Raman, como Cy3 . Se pueden identificar polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) específicos utilizando esta técnica. Las nanopartículas de oro facilitan la formación de un recubrimiento de plata en las regiones marcadas con colorante de ADN o ARN, lo que permite realizar la SERS. Esto tiene varias aplicaciones potenciales: por ejemplo, Cao et al. informan que las secuencias de genes para el VIH, el ébola, la hepatitis y el Bacillus Anthracis se pueden identificar de forma única utilizando esta técnica. Cada espectro fue específico, lo que es ventajoso sobre la detección de fluorescencia; algunos marcadores fluorescentes se superponen e interfieren con otros marcadores genéticos. La ventaja de esta técnica para identificar secuencias genéticas es que hay varios colorantes Raman disponibles comercialmente, lo que podría conducir al desarrollo de sondas no superpuestas para la detección de genes. [72]

Véase también

Referencias

  1. ^ Xu, X., Li, H., Hasan, D., Ruoff, RS, Wang, AX y Fan, DL (2013), Nanotubos bifuncionales plasmónicos-magnéticos mejorados en campo cercano para el bioanálisis de células individuales. Adv. Funct. Mater., doi :10.1002/adfm.201203822
  2. ^ Blackie, Evan J.; Le Ru, Eric C.; Etchegoin, Pablo G. (2009). "Espectroscopia Raman de superficie mejorada de moléculas individuales de moléculas no resonantes". J. Am. Chem. Soc . 131 (40): 14466–14472. doi :10.1021/ja905319w. PMID  19807188.
  3. ^ Blackie, Evan J.; Le Ru, Eric C.; Meyer, Matthias; Etchegoin, Pablo G. (2007). "Factores de mejora de la dispersión Raman mejorada en la superficie: un estudio exhaustivo". J. Phys. Chem. C . 111 (37): 13794–13803. CiteSeerX 10.1.1.556.4418 . doi :10.1021/jp0687908. 
  4. ^ Nie, S; Emory, SR (1997). "Sondeo de moléculas individuales y nanopartículas individuales mediante dispersión Raman mejorada por la superficie". Science . 275 (5303): 1102–6. doi :10.1126/science.275.5303.1102. PMID  9027306. S2CID  21202666.
  5. ^ Kneipp, Katrin ; Wang, Yang; Kneipp, Harald; Perelman, Lev T.; Itzkan, Irving; Dasari, Ramachandra R.; Feld, Michael S. (3 de marzo de 1997). "Detección de moléculas individuales mediante dispersión Raman mejorada por superficie (SERS)". Physical Review Letters . 78 (9): 1667–1670. doi :10.1103/PhysRevLett.78.1667.
  6. ^ ab Fleischmann, M. ; PJ Hendra y AJ McQuillan (15 de mayo de 1974). "Espectros Raman de piridina adsorbida en un electrodo de plata". Chemical Physics Letters . 26 (2): 163–166. Bibcode :1974CPL....26..163F. doi :10.1016/0009-2614(74)85388-1.
  7. ^ Jeanmaire, David L.; Richard P. van Duyne (1977). "Electroquímica Raman de superficie, parte I. Aminas heterocíclicas, aromáticas y alifáticas adsorbidas en el electrodo de plata anodizado". Journal of Electroanalytical Chemistry . 84 : 1–20. doi :10.1016/S0022-0728(77)80224-6.
  8. ^ Albrecht, M. Grant; J. Alan Creighton (1977). "Espectros Raman anómalamente intensos de piridina en un electrodo de plata". Revista de la Sociedad Química Americana . 99 (15): 5215–5217. doi :10.1021/ja00457a071.
  9. ^ "Aspectos técnicos destacados. Nueva sonda detecta trazas de contaminantes en aguas subterráneas". Oak Ridge National Laboratory Review . 26 (2). Archivado desde el original el 15 de enero de 2010.
  10. ^ Barbiellini, Bernardo (febrero de 2017). "Mejora de la dispersión Raman a partir de moléculas situadas cerca de nanopartículas metálicas". Física de bajas temperaturas . 43 (1): 159–161. Bibcode :2017LTP....43..159B. doi :10.1063/1.4974193.
  11. ^ Strommen, Dennis P.; Nakamoto, Kazuo (agosto de 1977). "Espectroscopia Raman de resonancia". Revista de Educación Química . 54 (8): 474. Bibcode :1977JChEd..54..474S. doi :10.1021/ed054p474. ISSN  0021-9584.
  12. ^ Yang, Shikuan; Dai, Xianming; Stogin, Birgitt Boschitsch; Wong, Tak-Sing (2016). "Detección de dispersión Raman ultrasensible mejorada por superficie en fluidos comunes". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 113 (2): 268–273. Bibcode :2016PNAS..113..268Y. doi : 10.1073/pnas.1518980113 . PMC 4720322 . PMID  26719413. 
  13. ^ "Ahora es posible detectar contaminantes, explosivos o enfermedades mediante moléculas individuales « Kurzweil".
  14. ^ ab Smith, E.; Dent, G., Espectroscopia Raman moderna: un enfoque práctico. John Wiley and Sons: 2005 ISBN 0-471-49794-0 
  15. ^ Kukushkin, VI; Van'kov, AB; Kukushkin, IV (2013). "Manifestación de largo alcance de la dispersión Raman mejorada por la superficie". JETP Letters . 98 (2): 64–69. arXiv : 1212.2782 . Código Bibliográfico :2013JETPL..98...64K. doi :10.1134/S0021364013150113. ISSN  0021-3640. S2CID  118383508.
  16. ^ ab Moskovits, M., Espectroscopia Raman con mejora de la superficie: una breve perspectiva. En Dispersión Raman con mejora de la superficie: física y aplicaciones, 2006; págs. 1–18 ISBN 3-540-33566-8 
  17. ^ Campion, Alan; Kambhampati, Patanjali (1998). "Dispersión Raman mejorada en la superficie". Chemical Society Reviews . 27 (4): 241. doi :10.1039/A827241Z.
  18. ^ Creighton, J. Alan; Eadon, Desmond G. (1991). "Espectros de absorción ultravioleta-visible de los elementos metálicos coloidales". Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions . 87 (24): 3881. doi :10.1039/FT9918703881.
  19. ^ Langhammer, Christoph; Yuan, Zhe; Zorić, Igor; Kasemo, Bengt (2006). "Propiedades plasmónicas de nanoestructuras de Pt y Pd soportadas". Nano Letters . 6 (4): 833–838. Bibcode :2006NanoL...6..833L. doi :10.1021/nl060219x. PMID  16608293.
  20. ^ ab Tsuneda, Takao; Iwasa, Takeshi; Taketsugu, Tetsuya (7 de septiembre de 2019). "Funciones de los nanocúmulos de plata en la espectroscopia Raman de superficie mejorada" (PDF) . The Journal of Chemical Physics . 151 (9): 094102. Bibcode :2019JChPh.151i4102T. doi :10.1063/1.5111944. hdl : 2115/76053 . ISSN  0021-9606. PMID  31492069. S2CID  201868567.
  21. ^ Lombardi, John R.; Birke, Ronald L.; Lu, Tianhong; Xu, Jia (1986). "Teoría de transferencia de carga de la espectroscopia Raman de superficie mejorada: contribuciones de Herzberg-Teller". The Journal of Chemical Physics . 84 (8): 4174. Bibcode :1986JChPh..84.4174L. doi :10.1063/1.450037.
  22. ^ Lombardi, JR; Birke, RL (2008). "Un enfoque unificado para la espectroscopia Raman mejorada por superficies". Journal of Physical Chemistry C . 112 (14): 5605–5617. doi :10.1021/jp800167v.
  23. ^ Mock, JJ; Barbic, M.; Smith, DR; Schultz, DA; Schultz, S. (2002). "Efectos de forma en resonancia plasmónica de nanopartículas individuales de plata coloidal". The Journal of Chemical Physics . 116 (15): 6755. Bibcode :2002JChPh.116.6755M. doi :10.1063/1.1462610.
  24. ^ Witlicki, Edward H.; et al. (2011). "Puertas lógicas moleculares que utilizan luz dispersada Raman mejorada por la superficie". J. Am. Chem. Soc. 133 (19): 7288–7291. doi :10.1021/ja200992x. PMID  21510609.
  25. ^ Lin, Haohao; Mock, Jack; Smith, David; Gao, Ting; Sailor, Michael J. (agosto de 2004). "Dispersión Raman mejorada en la superficie a partir de silicio poroso revestido con plata". The Journal of Physical Chemistry B . 108 (31): 11654–11659. doi :10.1021/jp049008b.
  26. ^ Talian, Ivan; Mogensen, Klaus Bo; Oriňák, Andrej; Kaniansky, Dušan; Hübner, Jörg (agosto de 2009). "Espectroscopia Raman con mejora de la superficie en nuevas superficies nanoestructuradas basadas en silicio negro". Journal of Raman Spectroscopy . 40 (8): 982–986. Bibcode :2009JRSp...40..982T. doi :10.1002/jrs.2213. S2CID  98761656.
  27. ^ Kanipe, Katherine N.; Chidester, Philip PF; Stucky, Galen D.; Moskovits, Martin (2016). "Sustrato de espectroscopia Raman de superficie de gran formato optimizado para mejora y uniformidad". ACS Nano . 10 (8): 7566–7571. doi :10.1021/acsnano.6b02564. PMID  27482725.
  28. ^ Dörfer, Thomas; Schmitt, Michael; Popp, Jürgen (noviembre de 2007). "Dispersión Raman mejorada en superficie con luz ultravioleta profunda". Revista de espectroscopia Raman . 38 (11): 1379-1382. Código Bib : 2007JRSp...38.1379D. doi :10.1002/jrs.1831.
  29. ^ Mogensen, Klaus Bo; Gühlke, Marina; Kneipp, Janina; Kadkhodazadeh, Shima; Wagner, Jakob B.; Espina Palanco, Marta; Kneipp, Harald; Kneipp, Katrin (2014). "Dispersión Raman superficialmente mejorada en aluminio usando excitación infrarroja cercana y visible". Chemical Communications . 50 (28): 3744–6. doi :10.1039/c4cc00010b. PMID  24577020. S2CID  33915191.
  30. ^ Hoppmann, Eric P.; Yu, Wei W.; White, Ian M. (2014). "Dispositivos de papel fluídico impresos por inyección de tinta para análisis químico y biológico mediante espectroscopia Raman mejorada por superficie" (PDF) . IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics . 20 (3): 195–204. Bibcode :2014IJSTQ..20..195.. doi :10.1109/jstqe.2013.2286076. S2CID  13675778. Archivado desde el original (PDF) el 2016-03-11 . Consultado el 2015-01-16 .
  31. ^ Lee, Chang H.; Tian, ​​Limei; Singamaneni, Srikanth (2010). "SERS basado en papel". ACS Applied Materials & Interfaces . 2 (12): 3429–3435. doi :10.1021/am1009875. PMID  21128660.
  32. ^ Ngo, Ying Hui; Li, Dan; Simón, George P.; Garnier, Gil (2012). "Nanopartícula de oro". Langmuir . 28 (23): 8782–8790. doi :10.1021/la3012734. PMID  22594710.
  33. ^ Ngo, Ying Hui; Li, Dan; Simon, George P.; Garnier, Gil (2013). "Efecto de las poliacrilamidas catiónicas en la agregación y SERS". Journal of Colloid and Interface Science . 392 : 237–246. Bibcode :2013JCIS..392..237N. doi :10.1016/j.jcis.2012.09.080. PMID  23131808.
  34. ^ Laserna, JJ; Campiglia, AD; Winefordner, JD (1989). "Análisis de mezclas y determinación cuantitativa de moléculas orgánicas que contienen nitrógeno mediante espectrometría Raman de superficie mejorada". Anal. Chem . 61 (15): 1697–1701. doi :10.1021/ac00190a022. PMID  2774198.
  35. ^ Chang, Yung; Yandi, Wetra; Chen, Wen-Yih; Shih, Yu-Ju; Yang, Chang-Chung; Chang, Yu; Ling, Qing-Dong; Higuchi, Akon (2010). "Hidrogeles de copolímeros bioadhesivos modulables de poli(N-isopropil acrilamida) termorresponsivo que contienen polisulfobetaína zwitteriónica". Biomacromolecules . 11 (4): 1101–1110. doi :10.1021/bm100093g. PMID  20201492.
  36. ^ Qu, Lu-Lu; Li, Da Wei; Xue, Jin-Qun; Zhai, Wen-Lei; Fossey, John S.; Largo, Yi-Tao (7 de febrero de 2012). "Fabricación por lotes de matrices SERS serigrafiadas desechables". Chip de laboratorio . 12 (5): 876–881. doi :10.1039/C2LC20926H. ISSN  1473-0189. PMID  22173817. S2CID  40014129.
  37. ^ Yu, Wei W.; White, Ian M. (2013). "SERS basado en papel impreso con inyección de tinta". Analyst . 138 (4): 1020–5. Bibcode :2013Ana...138.1020Y. doi :10.1039/c2an36116g. PMID  23001259. S2CID  45650350.
  38. ^ Hoppmann, Eric P.; Yu, Wei W.; White, Ian M. (2013). "SERS impresos por inyección de tinta altamente sensibles y flexibles". Métodos . 63 (3): 219–224. doi :10.1016/j.ymeth.2013.07.010. PMID  23872057.
  39. ^ Fierro-Mercado, Pedro M.; Hern, Samuel P. (2012). "Sustrato de papel de filtro de alta sensibilidad para SERS". Revista Internacional de Espectroscopia . 2012 : 1–7. doi : 10.1155/2012/716527 .
  40. ^ H. Lu; Zhang, Haixi; Yu, Xia; Zeng, Shuwen; Yong, Ken-Tye; Ho, Ho-Pui (2011). "Recrecimiento de nanodecaedros de plata (ND) impulsado por plasmones mediado por semillas" (PDF) . Plasmonics . 7 (1): 167–173. doi :10.1007/s11468-011-9290-8. S2CID  40843613. Archivado desde el original (PDF) el 2017-08-11 . Consultado el 2015-09-16 .
  41. ^ Aroca, R., Espectroscopia vibracional mejorada por superficies. John Wiley & Sons (2006) ISBN 0-471-60731-2 
  42. ^ Bao, Li-Li; Mahurin, Shannon M.; Liang, Cheng-Du; Dai, Sheng (2003). "Estudio de películas de plata sobre perlas de sílice como sustrato de dispersión Raman de superficie mejorada (SERS) para la detección de ácido benzoico". Journal of Raman Spectroscopy . 34 (5): 394–398. Bibcode :2003JRSp...34..394B. doi :10.1002/jrs.993.
  43. ^ Ayas, S. (2013). "Imágenes de arquitecturas biológicas con resolución nanométrica sin etiquetas mediante dispersión Raman mejorada en la superficie". Scientific Reports . 3 : 2624. Bibcode :2013NatSR...3E2624A. doi :10.1038/srep02624. PMC 3769681 . PMID  24022059. 
  44. ^ Gusélnikova, Olga; Lim, Hyunsoo; Kim, Hyun-Jong; Kim, Sung Hyun; Gorbunova, Alina; Eguchi, Miharu; Póstnikov, Pavel; Nakanishi, Takuya; Asahi, Toru; Na, Jongbeom; Yamauchi, Yusuke (junio de 2022). "Nuevas tendencias en sustratos SERS con nanoarquitectura: nanoespacios, materiales 2D y heteroestructuras orgánicas". Pequeño . 18 (25): 2107182. doi : 10.1002/smll.202107182 . ISSN  1613-6810. PMID  35570326. S2CID  248813366.
  45. ^ Cao, Yi; Cheng, Yuqing; Sun, Mengtao (2023-01-02). "SERS basado en grafeno para sensores y catálisis". Applied Spectroscopy Reviews . 58 (1): 1–38. doi :10.1080/05704928.2021.1910286. ISSN  0570-4928. S2CID  234810489.
  46. ^ ab Shevchuk, Kateryna; Sarycheva, Asia; Gogotsi, Yury (1 de junio de 2022). "Evaluación de carburos y carbonitruros de metales de transición bidimensionales (MXenes) para sustratos SERS". Boletín MRS . 47 (6): 545–554. doi :10.1557/s43577-022-00276-8. ISSN  1938-1425. S2CID  247537221.
  47. ^ ab Adomavičiūtė-Grabusovė, Sonata; Ramanavičius, Simonas; Popov, Antón; Šablinskas, Valdas; Gogotsi, Oleksiy; Ramanavičius, Arūnas (agosto de 2021). "Mejora selectiva de bandas espectrales SERS de adsorbato de ácido salicílico en película MXene 2D basada en Ti3C2Tx". Quimiosensores . 9 (8): 223. doi : 10.3390/chemosensors9080223 . ISSN  2227-9040.
  48. ^ Sarycheva, Asia; Makaryan, Taron; Maleski, Kathleen; Satheeshkumar, Elumalai; Melikyan, Armen; Minassian, Hayk; Yoshimura, Masahiro; Gogotsi, Yury (14 de septiembre de 2017). "Carburo de titanio bidimensional (MXene) como sustrato de dispersión Raman de superficie mejorada". La Revista de Química Física C. 121 (36): 19983–19988. doi : 10.1021/acs.jpcc.7b08180. ISSN  1932-7447. OSTI  1399222.
  49. ^ Yin, Zhen; Xu, Kaichen; Jiang, Shouzhen; Luo, Dan; Chen, Rui; Xu, Chunxiang; Shum, Ping; Liu, Yan Jun (1 de mayo de 2021). "Progresos recientes en materiales en capas bidimensionales para espectroscopia Raman de superficie mejorada y sus aplicaciones". Materials Today Physics . 18 : 100378. doi :10.1016/j.mtphys.2021.100378. ISSN  2542-5293. S2CID  233565867.
  50. ^ abc Banaei, N; et al. (septiembre de 2017). "Detección multiplex de biomarcadores de cáncer de páncreas mediante un inmunoensayo basado en SERS". Nanotecnología . 28 (45): 455101. Bibcode :2017Nanot..28S5101B. doi :10.1088/1361-6528/aa8e8c. PMID  28937361. S2CID  206086640.
  51. ^ ab Banaei, N; et al. (enero de 2019). "Los algoritmos de aprendizaje automático mejoran la especificidad de la detección de biomarcadores de cáncer mediante inmunoensayos basados ​​en SERS en chips microfluídicos". RSC Advances . 9 (4): 1859–1868. Bibcode :2019RSCAd...9.1859B. doi : 10.1039/c8ra08930b . PMC 9059745 . PMID  35516124. 
  52. ^ Han, YA; Ju J; Yoon Y; Kim SM (mayo de 2014). "Fabricación de un sustrato de espectroscopia Raman rentable y con superficie mejorada mediante deposición en ángulo de inclinación para la detección de urea en fluidos corporales". Revista de nanociencia y nanotecnología . 14 (5): 3797–9. doi :10.1166/jnn.2014.8184. PMID  24734638.
  53. ^ Li, D; Feng S; Huang H; Chen W; Shi H; Liu N; Chen L; Chen W; Yu Y; Chen R (marzo de 2014). "Detección sin etiquetas de plasma sanguíneo mediante espectroscopia Raman de superficie mejorada basada en nanopartículas de plata para la detección del cáncer de esófago". Revista de nanociencia y nanotecnología . 10 (3): 478–84. doi :10.1166/jbn.2014.1750. PMID  24730243.
  54. ^ Andreou, C.; Mirsafavi, R.; Moskovits, M.; Meinhart, CD (2015). "Detección de bajas concentraciones de ampicilina en la leche". The Analyst . 140 (15): 5003–5005. Bibcode :2015Ana...140.5003A. doi :10.1039/c5an00864f. PMID  26087055.
  55. ^ Deng, Y; Juang Y (marzo de 2014). "Sustrato SERS de silicio negro: efecto de la morfología de la superficie en la detección SERS y aplicación del análisis de células de algas individuales". Biosensores y bioelectrónica . 53 : 37–42. doi :10.1016/j.bios.2013.09.032. PMID  24121206.
  56. ^ Hoppmann, Eric; et al. (2013). Detección de trazas que supera las limitaciones de costo y usabilidad de la tecnología SERS tradicional (PDF) (Informe técnico). Diagnóstico anSERS.
  57. ^ Wackerbarth H; Salb C; Gundrum L; Niederkrüger M; Christou K; Beushausen V; Viöl W (2010). "Detección de explosivos basada en espectroscopia Raman de superficie mejorada". Applied Optics . 49 (23): 4362–4366. Bibcode :2010ApOpt..49.4362W. doi :10.1364/AO.49.004362. PMID  20697437.
  58. ^ Goodacre R, Graham D, Faulds K (2018). "Desarrollos recientes en SERS cuantitativo: hacia la cuantificación absoluta". Tendencias en química analítica . 102 : 359–368. doi :10.1016/j.trac.2018.03.005.
  59. ^ Xu, Zhida; Jiang, Jing; Wang, Xinhao; Han, Kevin; Ameen, Abid; Khan, Ibrahim; Chang, Te-Wei; Liu, Logan (2016). "Colorimetría plasmónica de doble modo, uniforme, de área grande y bajo costo a simple vista y sensor SERS con espectrómetro Raman portátil". Nanoscale . 8 (11): 6162–6172. arXiv : 1603.01906 . Bibcode :2016Nanos...8.6162X. doi :10.1039/C5NR08357E. PMID  26931437. S2CID  25522125.
  60. ^ Smolsky, Joseph; Kaur, Sukhwinder; Hayashi, Chihiro; Batra, Surinder K.; Krasnoslobodtsev, Alexey V. (2017). "Tecnologías de inmunoensayo basadas en dispersión Raman mejorada por superficie para la detección de biomarcadores de enfermedades". Biosensores . 7 (1): 7. doi : 10.3390/bios7010007 . ISSN  2079-6374. PMC 5371780 . PMID  28085088. 
  61. ^ Krasnoslobodtsev, Alexey V.; Torres, María P.; Kaur, Sukhwinder; Vlassiouk, Ivan V.; Lipert, Robert J.; Jain, Maneesh; Batra, Surinder K.; Lyubchenko, Yuri L. (2015). "Nano-inmunoensayo con rendimiento mejorado para la detección de biomarcadores de cáncer". Nanomedicina: nanotecnología, biología y medicina . 11 (1): 167–173. doi :10.1016/j.nano.2014.08.012. ISSN  1549-9642. PMC 4280309 . PMID  25200613. 
  62. ^ Carmicheal, Joseph; Hayashi, Chihiro; Huang, Xi; Liu, Lei; Lu, Yao; Krasnoslobodtsev, Alexey; Lushnikov, Alexander; Kshirsagar, Prakash G.; Patel, Asish; Jain, Maneesh; Lyubchenko, Yuri L. (2019). "Caracterización sin etiquetas de exosomas mediante espectroscopia Raman de superficie mejorada para la detección temprana del cáncer de páncreas". Nanomedicina: nanotecnología, biología y medicina . 16 : 88–96. doi :10.1016/j.nano.2018.11.008. ISSN  1549-9642. PMC 6532067 . PMID  30550805. 
  63. ^ Cortés, Emiliano; Etchegoin, Pablo G.; Le Ru, Eric C.; Fainstein, Alejandro; Vela, María E.; Salvarezza, Roberto C. (2010-12-29). "Monitoreo de la electroquímica de moléculas individuales mediante espectroscopia Raman mejorada por superficie". Revista de la Sociedad Química Americana . 132 (51): 18034–18037. doi :10.1021/ja108989b. ISSN  0002-7863. PMID  21138263.
  64. ^ Camden, J.; Dieringer, J.; Wang, Y.; Masiello, D.; Marks, L.; Schatz, GC; Van Duyne, RP (2008). "Investigación de la estructura de puntos calientes de dispersión Raman mejorados en la superficie de moléculas individuales". Journal of the American Chemical Society . 130 (38): 12616–12617. doi :10.1021/ja8051427. PMID  18761451.
  65. ^ Langer, Judith; et al. (2020). "Presente y futuro de la dispersión Raman mejorada por superficie". ACS Nano . 14 (1): 28–117. doi :10.1021/acsnano.9b04224. PMC 6990571 . PMID  31478375. 
  66. ^ Moskovits, M.; Suh, JS (1984). "Reglas de selección de superficie para espectroscopia Raman de superficie mejorada: cálculos y aplicación al espectro Raman de superficie mejorada de ftalazina sobre plata". The Journal of Physical Chemistry . 88 (23): 5526–5530. doi :10.1021/j150667a013.
  67. ^ Brolo, AG; Jiang, Z.; Irish, DE (2003). "La orientación de la 2,2′-bipiridina adsorbida en la superficie de un electrodo Au(111) activo en SERS" (PDF) . Journal of Electroanalytical Chemistry . 547 (2): 163–172. doi :10.1016/S0022-0728(03)00215-8.
  68. ^ Hutchison, James A.; Centeno, Silvia P.; Odaka, Hideho; Fukumura, Hiroshi; Hofkens, Johan; Uji-i, Hiroshi (11 de marzo de 2009). "Subdiffraction Limited, Remote Excitation of Surface Enhanced Raman Scattering". Nano Letters . 9 (3): 995–1001. Bibcode :2009NanoL...9..995H. doi :10.1021/nl8030696. PMID  19199757.
  69. ^ Fang, Yurui; Wei, Hong; Hao, Feng; Nordlander, Peter; Xu, Hongxing (13 de mayo de 2009). "Dispersión Raman mejorada por superficie con excitación remota utilizando plasmones de nanocables de Ag que se propagan". Nano Letters . 9 (5): 2049–2053. Bibcode :2009NanoL...9.2049F. doi :10.1021/nl900321e. PMID  19391601.
  70. ^ Sun, Mengtao; Hou, Yanxue; Xu, Hongxing (5 de octubre de 2011). "¿Puede la información de una reacción química propagarse con una guía de ondas plasmónica y detectarse en el terminal remoto de un nanocable?". Nanoscale . 3 (10): 4114–4116. Bibcode :2011Nanos...3.4114S. doi :10.1039/C1NR10981B. PMID  21931891.
  71. ^ Coca-López, Nicolás; Hartmann, Nicolai F.; Mancabelli, Tobía; Kraus, Jürgen; Gunther, Sebastián; Comín, Alberto; Hartschuh, Achim (7 de junio de 2018). "Excitación remota y detección de dispersión Raman mejorada en superficie a partir de grafeno". Nanoescala . 10 (22): 10498–10504. doi :10.1039/C8NR02174K. PMID  29799601.
  72. ^ Cao, YC; Jin, R; Mirkin, CA (2002). "Nanopartículas con huellas espectroscópicas Raman para la detección de ADN y ARN". Science . 297 (5586): 1536–1540. Bibcode :2002Sci...297.1536C. doi :10.1126/science.297.5586.1536. PMID  12202825. S2CID  25511683.