全周性基板上での制御蒸発による生物汚染物質の超高感度表面増強ラマン散乱検出

Ultrasensitive surface-enhanced Raman scattering detection of biological pollutants by controlled evaporation on omniphobic substrates.

• Megha Mehta
• Mark Waterland

抄録

滑りやすい液体を注入した多孔質基板と表面増強ラマン分光法（SLIPSERS）を組み合わせたシンプルで高感度な方法を用いて、生物学的汚染物質を極低濃度で検出した。分析対象としては、生物学的半減期の長い一般的に使用されている2つの齧歯類殺虫剤（ブロディファクームとモノフルオロ酢酸ナトリウム）を選択した。SLIPSERSプラットフォームは、再現性の高いSERSエンハンスメントを提供し、これらの環境汚染物質の「ラベルフリー」SERS検出を可能にします。ブロディファクームは10M、モノフルオロ酢酸ナトリウムは10Mの濃度まで検出されました。ブロディファクームの検出限界は10M、定量限界は10M、直線性限界は10Mです。SLIPSERS法は、分析物濃度を大幅に増加させる物理的なプロセスを使用し、SERSの増強を行うため、一般的に環境汚染物質の範囲に適用することができます。この方法は、いくつかの化学的および生物学的汚染物質の超高感度検出に成功し、環境モニタリングおよび食品安全分析の新たなニーズを満たすことができます。

A simple and highly sensitive method, combining slippery liquid-infused porous substrates and surface-enhanced Raman spectroscopy (SLIPSERS) was used to detect biological pollutants at very low concentrations. Two commonly used rodenticides (brodifacoum and sodium monofluoroacetate) with long biological half-lives were selected as analytes. The SLIPSERS platform gives reproducible SERS enhancement and this allows "label-free" SERS detection of these environmental pollutants. Analyte ions were detected down to a concentration of 10 M for brodifacoum and 10 M for sodium monofluoroacetate. The limit of detection, limit of quantification and limit of linearity for brodifacoum are 10 M, 10 M and 10 M respectively. The SLIPSERS method uses a physical process to significantly increase analyte concentration, and SERS enhancement and therefore can be generally applied to a range of environmental pollutants. The method can be successfully used for ultra-sensitive detection of several chemical and biological contaminants and meet the emerging needs of environmental monitoring and food safety analysis.

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