基于3D打印银包金纳米棒微针的免标记表面增强拉曼光谱传感技术：一种用于原位pH监测的Langmuir-Blodgett策略

【编辑推荐】本研究创新性地将Langmuir-Blodgett（LB）多层涂层技术与3D打印阶梯式微针（MN）结合，开发出具有Ag包覆Au纳米棒（GNR@Ag）的表面增强拉曼光谱（SERS）传感器。该传感器对罗丹明6G（R6G）的检测限低至10–10 M，经4-巯基苯甲酸（4-MBA）功能化后可实现皮肤组织pH实时监测，为无创生物标志物检测提供了高灵敏度、高机械稳定性的新型平台。

　　

Highlight

我们通过Langmuir-Blodgett（LB）涂层技术在3D打印阶梯结构微针（MN）上开发了高性能GNR@Ag MN表面增强拉曼光谱（SERS）传感器，突破了传统SERS活化方法在工艺复杂性和涂层均匀性方面的限制。

Materials

实验材料包括：四氯金酸（HAuCl₄·3H₂O）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、硼氢化钠（NaBH₄）、硝酸银（AgNO₃）、L-抗坏血酸（AA）等，均采购自知名试剂公司。

Characterization of the GNR@Ag Core–Shell Structures

图1展示了SERS活性微针的制备流程：首先3D打印MN母模，用聚二甲基硅氧烷（PDMS）翻模后注入光学胶（NOA65）紫外固化。通过LB技术将GNR@Ag核壳纳米棒精准沉积在MN表面，该技术通过调节表面压力可实现单层纳米颗粒的定向排列。

Conclusions

本研究成功制备的LB法GNR@Ag涂层微针具有超痕量R6G检测能力（10^–10 M），在反复穿刺测试中保持优异耐久性。4-MBA功能化微针在琼脂皮肤模型和离体猪皮中均表现出稳定的pH响应，为拓展多生物标志物检测奠定了基础。