基于Au@Ag@HOF双锥核壳纳米结构的SERS基底开发及其在食品双酚类污染物超灵敏检测中的应用

　　本研究开发了一种新型核壳结构Au@Ag@HOF双锥纳米材料作为表面增强拉曼散射（SERS）基底，通过金属有机框架（HOF）保护层增强稳定性，利用电磁热点效应实现了对食品中双酚A（BPA）、双酚F（BPF）和双酚S（BPS）的超灵敏检测，检测限达10?9-10?10?M级别，为食品污染物监测提供了创新解决方案。

　　

Section snippets

Materials and chemicals

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）来自科隆化学品（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?%）、硝酸银（AgNO₃, 99.8?%）、盐酸（HCl, 37?%）、氢氧化钠（NaOH, 96.0?%）和甲醇（CH₃OH, 99.5?%）采购自麦克林生化（上海）。双酚A（BPA, 99.0?%）、双酚F（BPF, 98.0?%）和双酚S（BPS, 98.0?%）源自源叶生物（上海）。实验用水均为超纯水（18.25?MΩ·cm）。

Characterisation of the Au@Ag@HOF TCs

如图1A所示，Au@Ag@HOF双锥的制备过程清晰可见：首先通过种子生长法合成金种子，随后在含氯金酸的生长溶液中形成金纳米棒，再经盐酸蚀刻获得金双锥结构（Au TCs）。将Au TCs浸入含硝酸银和还原剂AA的溶液后，银离子被还原并外延生长形成Au@Ag双锥核壳结构。最后通过1,3,6,8-四(4-羧基苯)芘的原位自组装，在Au@Ag表面形成HOF-101壳层，成功构建核壳型Au@Ag@HOF TCs。

Conclusion

综上所述，本研究提出的Au@Ag@HOF TCs材料作为SERS基底，可实现食品中双酚化合物（BPs）的高灵敏度检测。该材料在构建SERS传感器时展现出多重优势：Au@Ag双锥纳米粒子能产生大量"热点"显著增强拉曼信号；HOF层可有效吸附BPS分子至金属表面；同时HOF外壳能防止银层氧化和纳米粒子聚集，大幅提升基底稳定性。该策略为实际食品样品中污染物的精准检测提供了新思路。

CRediT authorship contribution statement

Xiaoyu Yang: 原创写作-初稿，方法论，研究操作，形式分析，数据整理，概念化。Shunbi Xie: 资金获取。Weifen Wu: 资源提供。Jingwen Liu: 资金获取。Manjun Liao: 研究操作。Runzi Zhang: 方法论。Yao Liu: 形式分析。Mengjun Wang: 项目管理。Yi He: 写作-审阅与编辑。

Uncited reference

Le Ru和Augui, 2024

Declaration of competing interest

作者声明不存在任何可能影响本研究结果的已知竞争性经济利益或个人关系。

Acknowledgements

感谢四川省科技计划（2022JDTD0028）、重庆市科学技术局（CSTB2025NSCQ-GPX0331）、国家重点研发计划（2023YFF1104800）、西华大学研究生科技创新竞赛项目（RC2400002290）、大学生创新创业训练计划（SA2300003152）的支持。