イチゴ状SiO/Agナノコンポジット浸漬ろ紙を用いたアクリルアミド検出用SERS基板の開発

Strawberry-like SiO/Ag nanocomposites immersed filter paper as SERS substrate for acrylamide detection.

• Long Wu
• Weimin Zhang
• Chen Liu
• Mohamed F Foda
• Yongheng Zhu

抄録

本研究では、イチゴ状のSiO/Agナノコンポジット（SANC）を濾紙に浸漬したものをベースに、食品中のアクリルアミド（AAm）を検出するための表面増強ラマン散乱（SERS）基板を新たに構築した。濾紙を用いたSANC（F-SANC）SERS基板を構築するために、まずSiOナノ粒子（SNP）を合成し、キャリアとして機能させた。その後、SNP表面に銀ナノ粒子（Ag NP）をin-situ調製し、SANCのストロベリー状の立体構造を形成した。最後に、SANCを濾紙に絡ませてナノアーキテクチャーを形成し、SANC間のプラズモン共鳴を強化し、強いSERS信号を得ることができた。最適化された条件下では、0.1nMから50μMまでの広い直線応答(R=0.9935)、検出限界(LOD)0.02nM(S/N=3)、実用的なサンプルでの回収率80.5%から105.6%と、AAmに対して良好な性能を示した。この手法は、迅速かつ高感度なAAmの検出において優れたロバスト性を示しており、食品分析や検証において有望な手法であると考えられる。

In this work, based on the strawberry-like SiO/Ag nanocomposites (SANC) immersed filter paper, a newly surface-enhanced Raman scattering (SERS) substrate was constructed for the detection of acrylamide (AAm) in food products. To construct filter paper-based SANC (F-SANC) SERS substrates, SiO nanoparticles (SNP) were firstly synthesized and acted as carriers. After that, the in-situ preparation of silver nanoparticles (Ag NP) on SNP surface was carried out to form the strawberry-like three-dimensional (3D) structure of SANC. Finally, SANC were entangled into the filter paper to produce nanoarchitecture, thus providing enhanced plasmon resonance between SANC with strong SERS signal. Under the optimized conditions, the method exhibited good performance toward AAm with a vast linear response from 0.1 nM to 50 μM (R = 0.9935), limit of detection (LOD) of 0.02 nM (S/N = 3), and the recoveries of 80.5%~105.6% for practical samples. This strategy showed good robustness in the rapid and sensitive detection of AAm, which could be a promising strategy in food analysis and verification.

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