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基于内标型花瓣状间隙增强拉曼粒子的pH传感
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作者 张铭中 关鹏程 +5 位作者 林嘉盛 许珊珊 张凡利 张月皎 李志勇 李剑锋 《分析测试学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期207-212,共6页
汗液是一种可无创测量的分析物,其pH值可作为诊断和监测各种生理状况的重要指标。表面增强拉曼散射技术(SERS)是一种快速、灵敏、无创、无标记的分析检测技术,但存在因信号波动导致的稳定性差等问题。该文通过制备一种内标型花瓣状间隙... 汗液是一种可无创测量的分析物,其pH值可作为诊断和监测各种生理状况的重要指标。表面增强拉曼散射技术(SERS)是一种快速、灵敏、无创、无标记的分析检测技术,但存在因信号波动导致的稳定性差等问题。该文通过制备一种内标型花瓣状间隙增强拉曼标签(PGERT)纳米颗粒并构建pH传感器,实现了对人体汗液中pH值的精确实时分析。该传感器通过在间隙结构内部修饰4-巯基苯甲氰(4-MBN)分子获得内标拉曼信号,并基于外部花瓣状壳层表面修饰pH传感分子4-巯基苯甲酸(4-MBA)获得增强的探针信号,显著提高了检测稳定性和灵敏度。该研究先使用原位分析池建立了pH 5.0~8.0条件下的标准分析曲线,相关系数(r2)高达0.99。该传感器对4种不同pH值汗液(pH 5.0~7.0)的检测结果与标准pH计测试结果的误差率分别为(2.17±5.0)%、(4.62±1.1)%、(5.80±0.3)%、(3.68±1.0)%。结果表明,基于该内标型花瓣状间隙纳米拉曼标签的传感器可用于人体汗液的pH值监测,并具有高灵敏度、高稳定性以及分析精确的优点。 展开更多
关键词 花瓣状间隙增强拉曼标签(PGERT) 内标 PH检测 汗液 SERS
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基于双核酸适配体的磁珠-SERS标签三明治结构用于SARS-CoV-2病毒表面S蛋白的快速检测
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作者 田先敏 许珊珊 +4 位作者 关鹏程 冯笛 王甜 张月皎 李剑锋 《分析科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-7,共7页
面对新型冠状病毒2019(COVID-19)传播速度极快的情况,发展快速、准确和低成本的诊断方法以检测SARS-CoV-2病毒的特定抗原非常必要。基于逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)的COVID-19检测需要特定的实验室,耗时较长。本文针对SARS-CoV-2刺突蛋... 面对新型冠状病毒2019(COVID-19)传播速度极快的情况,发展快速、准确和低成本的诊断方法以检测SARS-CoV-2病毒的特定抗原非常必要。基于逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)的COVID-19检测需要特定的实验室,耗时较长。本文针对SARS-CoV-2刺突蛋白,提出了一种基于核酸适配体特异性识别的一步捕获底物和检测探针的表面增强拉曼光谱(SERS)检测平台。利用模拟病毒(PSV)进行实验,不经预处理,在5 min内用便携式拉曼光谱仪检测SARS-CoV-2病毒及其变异株。实验结果表明,针对模拟病毒的检出限为200 TU/mL。此外,该方法可以检测另外5种SARS-CoV-2的变异病毒株,咽拭子体系中的极限检测限可以达到5000 TU/mL。实际大批量咽拭子的实验结果可以达到特异性为100%的效果。因此,该平台在SARS-CoV-2的医护点快速诊断中具有很大的应用潜力。 展开更多
关键词 SERS SARS-CoV-2 刺突蛋白 模拟病毒(PSV) 便携式拉曼光谱仪
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表面增强拉曼光谱在燃料电池与锂电池机理研究中的应用 被引量:4
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作者 杨芷兰 朱越洲 +1 位作者 张月皎 李剑锋 《光散射学报》 2023年第2期97-107,共11页
电化学能源技术可以在几乎不产生污染物的情况下将化学能高效转化为电能,是人们当今重点发展的能源技术。这项技术的发展非常依赖合适催化剂的开发。然而对电化学中固液界面反应机理的研究却因为反应复杂,中间产物种类多、含量少、寿命... 电化学能源技术可以在几乎不产生污染物的情况下将化学能高效转化为电能,是人们当今重点发展的能源技术。这项技术的发展非常依赖合适催化剂的开发。然而对电化学中固液界面反应机理的研究却因为反应复杂,中间产物种类多、含量少、寿命短等而困难重重,限制了能源反应催化剂的进一步开发。表面增强拉曼光谱作为一种指纹识别光谱,能够提供具有极高表面检测灵敏度的拉曼散射信号,从而较好地提供电极表界面分子的结构信息。本文主要介绍表面增强拉曼光谱在燃料电池与锂电池反应机理研究上的应用。首先,本文将会介绍表面增强拉曼光谱通过测定燃料电池半反应氧还原、氢氧化反应的中间物种对反应机理进行研究,其次将会介绍表面增强拉曼光谱通过类似的策略研究锂电池电极反应机理及固液界面动态过程,最后将会总结表面增强拉曼光谱目前在电催化反应应用中的不足之处并对未来作出展望。 展开更多
关键词 表面增强拉曼光谱 燃料电池 锂电池 反应机理
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不同粒径、超均匀球形金纳米粒子合成及其表面增强拉曼散射效应研究 被引量:12
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作者 蒋思文 李霞 +2 位作者 张月皎 朱根松 李剑锋 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期99-103,共5页
以氯金酸为原料,抗坏血酸为还原剂,柠檬酸钠为保护剂,用化学还原(种子生长)法制备了不同粒径、超均匀的球形金纳米粒子溶胶,并通过紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和扫描电子显微镜(SEM)进行表征。结果表明,随着金纳米粒子粒径的增大,其UV-Vi... 以氯金酸为原料,抗坏血酸为还原剂,柠檬酸钠为保护剂,用化学还原(种子生长)法制备了不同粒径、超均匀的球形金纳米粒子溶胶,并通过紫外可见吸收光谱(UV-Vis)和扫描电子显微镜(SEM)进行表征。结果表明,随着金纳米粒子粒径的增大,其UV-Vis光谱中的吸收峰发生红移并出现四极峰。为进一步研究金纳米粒子表面增强拉曼散射(SERS)效应的作用机理并优化其灵敏度,我们以罗丹明6G(R6G)为探针分子,对不同粒径的金纳米粒子进行SERS表征,发现R6G的SERS信号随着金纳米粒子的增大先增强后减弱。当金纳米粒子的平均粒径达到120nm时,产生最强SERS信号增强,增强因子约为1.1×10~7。三维时域有限差分法(3D-FDTD)理论模拟纳米粒子阵列电磁场分布结果与实验数据的趋势一致。 展开更多
关键词 超均匀 金纳米粒子 表面增强拉曼光谱
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表面增强拉曼散射光谱对人体尿液成份的初步研究(英文) 被引量:1
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作者 郑彬 董金超 +3 位作者 苏立众 蒙萌 张月皎 李剑锋 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期1987-1991,共5页
作为人体体液之一的尿液中含有多种人体新陈代谢的产物以及体内排出的毒素,如果能够对这些组分进行定性分析,就能够在一定程度上有效反映人体器官的健康状况,这是临床医学中重要的研究途径。该实验分别以785和1 030nm激光作为源激发,以... 作为人体体液之一的尿液中含有多种人体新陈代谢的产物以及体内排出的毒素,如果能够对这些组分进行定性分析,就能够在一定程度上有效反映人体器官的健康状况,这是临床医学中重要的研究途径。该实验分别以785和1 030nm激光作为源激发,以具有电磁场增强的金纳米粒子作为基底,利用表面增强拉曼散射光谱(SERS)对临床实验研究中所用的人体新鲜尿液的成份进行快速、无损分析。通过控制金纳米溶胶与尿液原液的混合比例从而来制备一系列具有不同配比的实验样品,并且通过实验我们获得其相应的SERS光谱。由实验结果分析可知,我们能够有效地得到尿液中尿酸、次黄嘌呤等多种成份的SERS光谱。与此同时,我们还研究了在不同波长激光条件下的尿液的SERS光谱。相较于1 030nm的激光,785nm的激光得到的SERS光谱具有较高的分辨率以及较低的背景值。与此同时,利用具有1 030nm激光的便携式拉曼仪对实验样品进行快速、无损分析,有望为临床医学现场、快速分析诊断提供帮助和支持。而且相信,SERS能够在人类健康甚至生物组织的检测等方面提供更加详细的信息。 展开更多
关键词 表面增强拉曼光谱 人体尿液 临床诊断 金纳米粒子
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拉曼光谱在燃料电池领域的应用 被引量:3
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作者 张月皎 朱越洲 李剑锋 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第9期4-12,共9页
随着社会经济的快速发展,环境污染与能源短缺逐渐成为人们必须面对的热点问题。为实现人类社会的可持续发展,开发环境友好新型清洁能源技术成为二十一世纪的迫切任务。其中,燃料电池被认为是最具发展潜力的新型清洁能源技术之一。拉曼... 随着社会经济的快速发展,环境污染与能源短缺逐渐成为人们必须面对的热点问题。为实现人类社会的可持续发展,开发环境友好新型清洁能源技术成为二十一世纪的迫切任务。其中,燃料电池被认为是最具发展潜力的新型清洁能源技术之一。拉曼光谱作为一种无损的指纹识别的分子光谱技术,适用于燃料电池材料的研究,尤其是表面增强拉曼光谱技术(SERS)和壳层隔绝表面增强拉曼光谱技术(SHINERS)的发展,为研究燃料电池中反应的痕量中间物种,理解燃料电池实际反应机理提供了一种非常好的原位光谱实验平台,有助于合理设计更高效的催化剂及电极材料。本文主要对拉曼光谱以及SERS和SHINERS在燃料电池领域从电池材料层面和电极表面分子反应层面的应用及其发展前景进行相关讨论。 展开更多
关键词 燃料电池 拉曼光谱 表面增强拉曼光谱 壳层隔绝表面增强拉曼光谱
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表面增强拉曼光谱:应用和发展 被引量:13
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作者 朱越洲 张月皎 +2 位作者 李剑锋 任斌 田中群 《应用化学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期984-992,共9页
表面增强拉曼光谱技术(Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)是一种具有超高灵敏度的指纹光谱技术,目前已广泛应用于表面科学、材料科学、生物医学、药物分析、食品安全、环境检测等领域,是一种极具潜力的痕量分析技术。本文对SER... 表面增强拉曼光谱技术(Surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)是一种具有超高灵敏度的指纹光谱技术,目前已广泛应用于表面科学、材料科学、生物医学、药物分析、食品安全、环境检测等领域,是一种极具潜力的痕量分析技术。本文对SERS技术及相关的针尖增强拉曼光谱(Tip-enhanced Raman spectroscopy,TERS),壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱(Shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy,SHINERS)技术的发展及应用进行了综合评述,并探讨了其未来的研究热点及发展方向。 展开更多
关键词 表面增强拉曼光谱 针尖增强拉曼光谱 壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱 表面等离激元共振
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基于比特自检SR-Latch PUF与纠偏算法的密钥生成
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作者 贺章擎 徐雄 +1 位作者 张月皎 万美琳 《华中科技大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期167-172,共6页
首先提出了一种动态自检SR-Latch PUF(SR锁存物理不可克隆函数)结构,在SR-Latch PUF中引入PDL附加延迟线来检测SR-Latch PUF单元内部信号偏差的大小,从而检测并标记出可靠的PUF单元;其次提出了一种基于可靠性置信信息的去偏算法,将不可... 首先提出了一种动态自检SR-Latch PUF(SR锁存物理不可克隆函数)结构,在SR-Latch PUF中引入PDL附加延迟线来检测SR-Latch PUF单元内部信号偏差的大小,从而检测并标记出可靠的PUF单元;其次提出了一种基于可靠性置信信息的去偏算法,将不可靠的PUF单元引入经典冯诺依曼算法的去偏过程中,改善PUF响应的偏置特性并提升了PUF的利用率;最后综合利用可靠性动态自检SR-Latch PUF、去偏算法设计了一个密钥产生电路.FPGA验证结果表明:与现有技术相比,本方案中密钥生成的错误率可以达到1×10-9,硬件开销降低了约30%.提出的去偏算法比现有算法的PUF利用率提升了32%,通过消除辅助数据的熵泄露提升了密钥的整体安全性. 展开更多
关键词 SR-Latch 物理可克隆函数(PUF) 可靠性增强 去偏技术 可编程延迟线 密钥生成器
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Shell-isolated Nanoparticle-enhanced Raman Spectroscopy towards In-Situ Investigating of Interfacial Structure
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作者 张月皎 RADJENOVIC Petar M 李剑锋 《Chinese Journal of Structural Chemistry》 SCIE CAS CSCD 2020年第8期1372-1376,1357,共6页
Since the discovery of surface-enhanced Raman spectroscopy(SERS),it has been rapidly applied to the in situ study of electrochemical interfaces.Shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy(SHINERS)stands ou... Since the discovery of surface-enhanced Raman spectroscopy(SERS),it has been rapidly applied to the in situ study of electrochemical interfaces.Shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy(SHINERS)stands out as one of the most powerful tools for the in situ study of interfacial structures,especially on well-defined single crystal surface.This perspective paper focuses on the study of interfacial structures with the SHINERS technique,including the electronic structure of heterogeneous metal surfaces,and the detection of molecules absorbed on the surface,as well as intermediate species,during electrochemical reactions.Finally,we present an outlook on future research and development of SHINERS for studying interfacial structures. 展开更多
关键词 SHINERS single-crystal electrode SPECTROELECTROCHEMISTRY interface structure IN-SITU
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“二笔输入法”与时俱进实现了汉字数字化为国家信息化推波助澜
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作者 张月皎 《汉字文化》 北大核心 2003年第2期50-51,共2页
关键词 “二笔输入法” 汉字数字化 国家信息化 发展战略 汉字拼形字母 “二笔数码”技术
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金属在高分子-金纳米颗粒复合纳米链上的区域选择性生长(英文) 被引量:1
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作者 黄志琦 刘思航 +4 位作者 张月皎 杨晶亮 李剑锋 聂志鸿 巩金龙 《Science China Materials》 SCIE EI CSCD 2019年第9期1363-1367,共5页
模板法是可控合成复合纳米材料的一种重要手段.然而,纳米材料在模板,尤其是复合模板上的选择性生长仍面临巨大挑战.本文以自组装聚乙烯-金纳米颗粒一维复合纳米链为软-硬复合模板,实现金属在该模板上可控地选择性沉积、生长.通过选择恰... 模板法是可控合成复合纳米材料的一种重要手段.然而,纳米材料在模板,尤其是复合模板上的选择性生长仍面临巨大挑战.本文以自组装聚乙烯-金纳米颗粒一维复合纳米链为软-硬复合模板,实现金属在该模板上可控地选择性沉积、生长.通过选择恰当的表面活性剂来调节金属生长的热力学,金属可以选择性地生长在金纳米颗粒的表面,得到金属间歇包覆的复合纳米链;也可以同时包覆在聚乙烯和金纳米颗粒的表面,得到金属完全包覆的豌豆荚状复合纳米链.不同的包覆方式和包覆材料选择都会导致材料光学性质的变化.时间差分有限元模拟表明,金包覆的豌豆荚状复合纳米链的表面金壳层和内部金纳米颗粒之间存在极强的表面等离子体耦合作用.在表面增强拉曼实验中,该复合纳米链表现出很强的增强信号. 展开更多
关键词 金纳米颗粒 选择性生长 金属 链表 高分子 复合纳米材料 表面活性剂 表面等离子体
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