基于Au@Ag@HOF双锥核壳纳米结构的SERS基底增强双酚类化合物检测研究

本文推荐一种新型核壳结构Au@Ag@HOF双锥纳米材料（Au@Ag@HOF TCs）作为表面增强拉曼散射（SERS）基底，用于高灵敏检测食品中双酚类污染物（BPs）。该材料通过氢键有机框架（HOF）保护贵金属免于氧化，提升稳定性，并利用其多孔吸附特性将目标分子富集于电磁“热点”区域，显著增强拉曼信号。研究实现了对BPA、BPF和BPS的超低检测限（10?9–10?10 M级），在罐头汤料、饮料和牛奶等实际样本中表现出优异应用潜力。

　　

Highlight

材料与化学品

氯金酸（HAuCl₄·3H₂O，99.9%）、4-硝基苯硫酚（4-NTP，98.0%）、亚甲基蓝（MB）、中性红以及N,N-二甲基甲酰胺（DMF）购自阿拉丁工业公司（上海）。二水合柠檬酸钠（SC，99.0%）和硼氢化钠（NaBH₄）购自科隆化学品（成都）。十六烷基三甲基溴化铵（CTAB，99.0%）、L-抗坏血酸（AA，99.9%）、十六烷基三甲基氯化铵（CTAC，99.0%）等实验所用试剂均为分析纯，实验用水为超纯水（18.2 MΩ·cm）。

Au@Ag@HOF TCs的表征

如图1A所示，可清晰观察到Au@Ag@HOF TCs的制备过程：首先通过种子生长法合成金种子，随后将其引入含HAuCl₄的生长液中形成金纳米棒，再经HCl蚀刻获得金双锥结构（Au TCs）。之后将Au TCs浸入含AgNO₃和还原剂AA的溶液中，使银离子还原并外延生长于金锥表面，最终形成核壳型Au@Ag双锥纳米结构。进一步利用1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘在该结构表面原位生长HOF-101壳层，成功构建Au@Ag@HOF TCs复合材料。透射电镜图像（图1B–E）显示材料具有清晰的核壳结构与均匀的形貌。

结论

总而言之，本研究提出新型Au@Ag@HOF TCs材料作为SERS基底，用于食品中双酚类化合物（BPs）的高灵敏检测。该材料在构建SERS传感器时表现出多重优势：其一，Au@Ag双锥纳米粒子可产生大量“热点”，大幅增强拉曼信号；其二，HOF层能有效吸附BPS分子至金属表面热点区域，进一步提升检测灵敏度与准确性。该基底在真实食品样本检测中也表现出优异性能，为污染物监测提供了新策略。