a, Kriterierna för utvärdering av SERS-prestanda. Förbättringsfaktorn och detektionsgränsen är de vanligaste problemen för bedömning av SERS-substrat b, Schemat illustrerar ett 3D-glasmikrofluidiskt SERS-chip tillverkat av femtosekund-laserbearbetning. c, Två grundläggande konfigurationer av femtosekundlaserinducerad nanosammanfogning av nanomaterial för SERS-applikationer. d, Ett fotografi av 3D-glasmikrofluidiskt SERS-chip. e, Schemat av cancercellers identifiering av SERS i ett mikrofluidiskt chip i realtid. Kredit:Shi Bai och Koji Sugioka
Ytförstärkt Raman-spridning (SERS) tillåter multidisciplinära spåranalyser och potentiell detektering av enstaka molekyler. Shi Bai och Koji Sugioka från RIKEN rapporterar en omfattande genomgång av de senaste framstegen i strategier för tillverkning av mycket känsliga SERS-substrat. Femtosekundlaserbaserade tekniker diskuteras som ett mångsidigt verktyg för tillverkning av SERS-substrat. Flera metoder lyfts fram för att förbättra prestandan hos SERS-avkänningsenheter, och realtidsavkänning och biologiska tillämpningar granskas.
På 1970-talet Fleischmann upptäckte att på ädel metallisk nanostruktur, Raman-spridningen av pyridin ökades hundratals gånger. Forskare tillskrev förbättringen till det lokala elektriska fältet starkt förstärkt nära ytan av specifika ädla metalliska nanostrukturer. Således, detta fenomen kallades ytförstärkt Raman-spridning (SERS). För närvarande, även om förbättringsmekanismen för SERS fortfarande diskuteras, SERS uppvisar ojämförliga förmågor för övervakning och avkänning med hög känslighet inom olika områden inklusive miljö, biomedicin, matsäkerhet, arkeologi, och jordkomponenter. Femtosekundlaserbearbetning får alltmer uppmärksamhet för användning vid tillverkning av SERS-substrat på grund av dess mångsidighet, flexibilitet och hög upplösning.
I en ny tidning publicerad i Lätt avancerad tillverkning , ett team av forskare, ledd av Prof. Koji Sugioka och Dr. Shi Bai från Advanced Laser Processing Research Team, RIKEN Center for Advanced Photonics, RIKEN, Japan granskade tillverkningsmetoderna för mycket känsliga SERS-substrat genom femtosekundlaserbearbetning och deras tillämpningar. Uppsatsen gav först de vanligaste kriterierna för utvärdering av SERS-substrat och sammanfattade de beräkningsmetoder som användes för att hitta förbättringsfaktor. De typiska teknologierna för femtosekundlaserbehandling för tillverkning av SERS-substrat introducerades sedan. För att realisera den atomolära avkänningen med SERS-substraten, författarna lyfte fram flera strategier som använder synergistiska förbättringseffekter. Dessutom, de senaste tillämpningarna av SERS för realtidsavkänning baserad på mikrofluidchip och biomedicin inklusive celligenkänning, deoxiribonukleinsyra och proteinidentifiering introducerades. Författarna har dragit slutsatsen att ytterligare ansträngningar för att inte bara utveckla nästa generation av SERS-substrat med högre förbättring och lägre detektionsgränser utan också övervinna olösta problem som en universell metod för att beräkna förbättringsfaktorn och stabiliteten och robustheten hos SERS-substraten kommer att fortsätta.
