基于葫芦[8]脲的新型荧光探针用于尿液中苯乙胺检测的热稳定SERS纳米复合材料开发及其在叶酸分子指纹识别中的应用

本研究发现通过光化学法合成的CNTs@Au NPs纳米复合材料具备卓越的热稳定性（耐受400°C高温）和表面增强拉曼散射（SERS）活性。该材料成功实现了对5-甲基四氢叶酸（5-MTHF）和5-甲酰四氢叶酸（5-FTHF）的高温原位SERS分子指纹识别，检测灵敏度达10-8 M级。该技术为膳食补充剂中叶酸质量监控提供了创新解决方案，对预防新生儿神经管缺陷（NTDs）具有重要临床意义。

　　

Highlight

本研究通过光化学策略成功在碳纳米管（CNTs）表面生长高密度单分散金纳米颗粒（Au NPs），构建了具有优异热稳定性和SERS活性的CNTs@Au NPs纳米复合材料。该材料在400°C高温下仍能保持结构完整性，实现了对叶酸分子的高温原位SERS检测。

Results and discussion

采用氙灯照射碳纳米管前体与氯金酸（HAuCl₄）混合溶液，通过羟基（-OH）激发的高能光子驱动氧化还原反应，成功在CNTs表面原位生长Au NPs。透射电镜（TEM）和扫描电镜（SEM）表征显示，通过调节HAuCl₄体积可精确控制纳米复合材料的微观结构。

Conclusion

该光化学合成策略制备的CNTs@Au NPs复合材料展现出卓越的SERS灵敏度（对结晶紫检测限达10^-12 M）和信号均匀性。利用5-MTHF的热不稳定性与5-FTHF的热稳定性差异，通过高温辅助SERS成功实现了两种叶酸分子的精准区分与定量检测，为复杂基质中结构相似物的分析提供了新范式。

CRediT authorship contribution statement

陈明（Ming Chen）：论文审阅与编辑、资源调配、概念设计；杨周（Zhou Yang）：原始稿件撰写、方法建立、实验执行、数据分析；戴玲玲（Lingling Dai）、刘芳菲（Fangfei Liu）、贾琨（Kun Jia）、任志远（Zhiyuan Ren）、杨艳梅（Yanmei Yang）：实验数据采集与处理；张清萌（Qingmeng Zhang）：论文审阅、实验监督与数据分析。

Declaration of Competing Interest

作者声明不存在可能影响本研究结果的已知竞争性经济利益或个人关系。

Acknowledgments

本研究感谢国家自然科学基金（12275163）和山东省泰山学者计划（tsqn202312159, tstp20240807）的资助。同时感谢山东大学核心设施共享平台及国家级物理实验教学示范中心的技术支持。