壁虎是自然界的“納米高手”。科學家在早期的研究中發現，壁虎能夠飛檐走壁的奧秘在于腳底隱藏著數百萬根納米級的剛毛，而每根剛毛末端又有數百根更細的分支。這些柔軟的納米結構能夠任意地調整角度與墻壁充分接觸，極大地增加了腳掌與墻壁的接觸面積，產生巨大的粘附力。
受這一現象的啟發，華中農業大學農業微生物學國家重點實驗室的韓鶴友教授（點擊查看介紹）課題組創制了一種仿壁虎腳納米SERS基底。與傳統基底相比，一塊成人指甲蓋大小的仿壁虎腳基底表面擁有數億根與壁虎剛毛結構類似的柔軟納米“觸角”，當用于果蔬表面多組分農藥殘留檢測時，這些“觸角”能夠極大增加基底與樣品的接觸面積，產生極強的分子引力，實現基底與實際樣品表面的親密接觸，做到無損傷、直接、快速檢測。
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如上圖所示，韓鶴友課題組采用表面超疏水化處理的有序陽極氧化鋁(AAO)為模板，聚二甲基硅氧烷(PDMS)為原材料，制得了有序的高密度3D納米“觸角”陣列，并利用種子銀沉積法在“觸角”陣列上得到了多種類型的nano-gap結構，產生了大面積的SERS“熱點”區域，創制出一種仿壁虎腳的納米“觸角”SERS基底（G-SERS）。研究發現，這種新型3D仿生G-SERS基底制備方法簡單、靈敏度高（EF=1.2×107），而且具有出眾的信號重現性（RSD=5.4%），與此同時展現出不俗的SERS穩定性。更重要的是，G-SERS基底表面具有高密度柔軟靈活的納米“觸角”（6.7×108）。利用這些高密度的“觸角”便能夠像壁虎腳底的剛毛一樣自由地到達實際樣品表面的微小區域，通過“擦”、“粘貼-揭起”等簡單的采樣方式，對復雜表面的微量樣品進行原位、無損傷地直接收集，省去了樣品預處理的繁瑣過程，大大縮短了分析時間。不僅如此，“觸角”陣列上修飾的銀納米粒子之間還可產生數量可觀的拉曼信號“熱點”，使得樣品表面的拉曼散射效應（SERS強度）增強1200萬倍，極大地提高了檢測的靈敏度。基于這些優勢，G-SERS基底成功地應用于蘋果、葡萄、黃瓜表面甲基對硫磷、福美雙、孔雀石綠等農藥殘留的原位快速高效采集和非標記分析檢測，檢測限達到了1.6 ×10-9g/cm2。一塊成人指甲蓋大小的果蔬表面，只要有十億分之一克農藥殘留，都能夠快速檢測出來。這一結果遠低于國標和歐盟的最大殘留限量標準。
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近日，該研究成果發表在國際分析化學領域權威期刊Analytical Chemistry 上。這是韓鶴友課題組繼用“知了翅膀SERS檢測H5N1等動物病毒”的工作后，將仿生思想與納米技術相結合，突破傳統基底制備限制的又一成果。碩士生王盼和博士生吳龍為共同第一作者，韓鶴友教授為通訊作者。
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