SERS (Surface-Enhanced Raman spectroscopy，表面增强拉曼光谱)广泛应用于传感、分析和检测领域。共价有机框架(COFs)材料具有比表面积高、稳定性好、吸附能力强、亲和能力强等优点，可作为贵金属纳米粒子的载体，大大提高检测灵敏度和重现性。传统的金属/COFs复合材料的合成采用物理吸附和化学还原方法，往往具有稳定性差、需要强还原剂、纳米颗粒尺寸难以调控等缺点。近期，西华大学和表面增强拉曼光谱团队和上海体育大学合作，首次采用光还原技术实现共价有机框架/贵金属纳米复合材料SERS基底的制备,解决了传统SERS基底合成过程复杂，使用强还原剂等缺点。该复合基底突破了传统SERS基底重现性、稳定性、亲和性差等缺陷，基于该基底成功开发了一种兼具高吸附能力和高拉曼增强效应的新型SERS活性基底材料。然后，将这种光还原诱导的AuNPs/COFs复合材料作为SERS活性基底检测受到卫生当局和公众最关注的一类新兴污染物——大环内酯类抗生素，由于AuNPs(高电磁场增强)和COFs(在“热点”区域富集更多靶分子)的协同作用，成功捕捉到四种抗生素（琥乙红霉素、依托红霉素、麦迪霉素和雷帕霉素）的特征峰，本研究结果展示了较宽的检测范围和低检出限，同时在实际样品分析中实现了良好的回收率（95.1%至104.6%）。综上，该方法在复杂体系中展现出卓越的SERS性能，具有高选择性、可靠性和重复性，在水环境中抗生素残留物的检测方面具有广阔的应用前景。![]()
图1：(A) TFPPy-TAPB-COFs的合成方案及理想结构。(B) TAPB、TEPPY和COFs的FTIR光谱。(C, D) COFs的N2吸附-解吸等温线和孔径分布曲线。(E) COFs的实验和模拟粉末x射线衍射图(AA堆叠)和差值曲线。(F) COFs的SEM和(G) TEM图像。
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图2：化学还原AuNPs/COFs-C和光还原AuNPs/COFs-P的制备与表征。
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图3：(A、B) SEM图像，(C) TEM图像，(D)金纳米粒子的尺寸分布，(E)EDS映射，(F)金纳米粒子/COFs-C基底中O、C、N、Au的相应元素映射。(G、H) SEM图像，(I) TEM图像，(J)金纳米粒子的尺寸分布，(K) EDS映射，(L)金纳米粒子/COFs-P基底中O、C、N、Au的相应元素映射。
图2和图3表明，与 AuNPs/COFs-C基底相比，AuNs/COFs-P 基底中的Au NPs 尺寸更大、呈现均匀的球形形态，并且具有良好的单分散性。
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图4：(A) 用AuNPs/COFs-C和AuNPs/COFs-P基底检测1 μM TB的表面增强拉曼光谱(SERS)。(B) 0.001 mol/L四种大环内酯类抗生素的SERS光谱、分子结构及主要特征峰。(C) 收集四种大环内酯类抗生素的SERS光谱并进行主成分分析(PCA)。如图所示，AuNPs/COFs-P 和AuNPs/COFs-C 底物的 SERS 增强能力更好，四种大环内酯类抗生素的特征峰清晰可辨。
相关成果以“A Novel
Photoreduction Deposition Induced AuNPs/COFs Composite for SERS Detection of
Macrolide Antibiotics”发表在国际学术期刊 ”Talanta”上, 本文第一作者是西华大学本科生谢雅琳，通讯作者为西华大学罗晓俊副教授和上海体育大学邓晓军教授。
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https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.126547
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