采用傅里葉變換紅外光譜識(shí)別水溶液中的生物分子為探究生物活性分子的結(jié)構(gòu)、反應(yīng)、轉(zhuǎn)移過程提供了原位、實(shí)時(shí)、無損的方法。然而，水溶液對(duì)紅外光譜的強(qiáng)吸收掩蓋了生物分子各自的振動(dòng)指紋譜，導(dǎo)致該方法的應(yīng)用充滿挑戰(zhàn)。國(guó)家納米中心研究人員與澤攸科技合作，共同開發(fā)了一種用于原位液體環(huán)境傅里葉變換紅外光譜（FTIR）透射模式測(cè)試的微流控系統(tǒng)；他們通過構(gòu)筑可在生理環(huán)境中進(jìn)行有效電學(xué)調(diào)控的石墨烯納米結(jié)構(gòu)，不僅有效激發(fā)了可調(diào)諧的石墨烯等離激元響應(yīng)，成功YI制了水環(huán)境的背景信號(hào)干擾，還有效放大了蛋白質(zhì)分子的紅外信號(hào)。此外，研究人員還利用同位素效應(yīng)對(duì)水溶液中的單層蛋白膜的氫氘質(zhì)子交換過程進(jìn)行了紅外光譜監(jiān)測(cè)。這種可調(diào)控的石墨烯等離激元增強(qiáng)的FTIR方法，能夠?yàn)榧{米尺度研究水溶液中的生物過程提供新的平臺(tái)。

      研究成果以“Ultrasensitive Mid-Infrared Biosensing in Aqueous Solutions with Graphene Plasmons”為題目發(fā)表在《ADVANCED MATERIALS》上，國(guó)家納米科學(xué)中心博士生吳晨晨為該文章作者，楊曉霞研究員和戴慶研究員為共同通訊作者。

原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.202110525

圖 實(shí)驗(yàn)方法

      安徽澤攸科技有限公司受國(guó)家納米科學(xué)中心研究人員委托，在原位傅里葉變換紅外光譜測(cè)試--流通液相樣品池的開發(fā)、制造中提供定制開發(fā)支持，該裝置能很好和商業(yè)化的傅里葉變換紅外光譜測(cè)試儀器兼容，具有便捷的可拆卸特征，得到研究人員大大的認(rèn)可。

圖 原位紅外光譜裝置實(shí)物

圖 可調(diào)諧石墨烯等離激元增強(qiáng)紅外光譜平臺(tái)(a)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖(b) 微流控系統(tǒng)中蛋白質(zhì)溶液有（紅色譜線）/無（藍(lán)色譜線）石墨烯等離激元增強(qiáng)的紅外光譜（透射模式下采集）(c)石墨烯等離激元增強(qiáng)紅外光譜排除水的影響，直接指認(rèn)水溶液中納米蛋白質(zhì)的酰胺I帶。

圖 石墨烯等離激元增強(qiáng)紅外光譜原位檢測(cè)納米蛋白質(zhì)的氫氘質(zhì)子交換過程（a）不同流通溶液環(huán)境（水和重水）下納米蛋白質(zhì)的酰胺I帶和酰胺II帶的石墨烯增強(qiáng)紅外光譜（b）蛋白質(zhì)氫氘質(zhì)子交換過程示意圖（c）石墨烯等離激元增強(qiáng)紅外光譜檢測(cè)蛋白質(zhì)在不同濃度重水環(huán)境的振動(dòng)指紋變化。