將微米尺度光纖技術與納米尺度SERS效應相結合的光纖SERS探針具有緊湊、靈活、遠程檢測等優(yōu)點，且因SERS敏感區(qū)均參與相互作用過程，SERS檢測重復性好，近年來受到了廣泛關注。通常，研究人員采用化學修飾固定法、液相合成、光誘導化學沉積等化學方法，或采用氣相沉積、納米球刻蝕、微納加工等物理方法，將貴金屬納米結構制備在光纖表面，形成光纖SERS探針。但是，化學制備方法制備的納米結構多為貴金屬納米顆粒島膜，SERS增強因子相對較弱（約為104量級）；而物理方法制備的探針雖然SERS增強因子較大（106-108量級），但制備設備昂貴，制備過程復雜、耗時且難以滿足批量制備的實用需求。于是，發(fā)展新型光纖SERS探針制備方法一直是該領域的研究熱點，也是推動光纖SERS探針實用化進程的關鍵。

 

針對上述問題，兩個課題組嘗試了大量制備方案，最終提出了一種簡單、低成本的激光誘導自組裝法，實現了高靈敏度光纖SERS探針的快速、重復制備。該新型制備方法通過將光纖從預先制備好的納米顆粒溶膠中提升至液面附近形成特定的彎液面結構，在誘導激光輻照下，彎液面處貴金屬納米顆粒的熱效應與納米顆粒之間的電磁相互作用，將使得納米顆粒自組裝在光纖端面上，并形成團簇結構，從而極大增強局域場。

 

 

(a)預先合成的銀納米立方體的TEM圖；
(b)激光誘導自組裝法制備的光纖SERS探針表面的SEM圖；
(c)光纖SERS探針對p-ATP的檢測靈敏度；
(d)重復制備的5根光纖SERS探針的光譜重復性。

 

采用該方法制備出的光纖SERS探針，展現出了極高的檢測靈敏度和優(yōu)良的檢測重復性：利用便攜式拉曼光譜儀，在2s積分時間下，實現10-10M的 p-ATP高靈敏度SERS檢測；SERS光譜檢測重復性：相對標準差RSD<2.8%，探針制備重復性：RSD<7.8%。這種靈敏度高、重復性好的光纖SERS探針在環(huán)境污染物遠程/現場檢測、生物醫(yī)學活體分析、化學反應過程實時監(jiān)測乃至某些定量檢測領域都具有潛在的應用前景。