基于聚二甲基硅氧烷（PDMS）的柔性表面增强拉曼散射（SERS）衬底的制备及其超灵敏检测

表面增强拉曼散射（SERS）作为拉曼散射的一种，具有灵敏度高、检测条件温和等优点，甚至可以实现单分子检测1,2,3,4。金属纳米结构，如金和银，通常用作SERS基板，以实现物质检测^5,6。纳米结构表面的电磁耦合增强在SERS应用中起着重要作用。具有不同尺寸、形状、粒子间距离和成分的金属纳米结构可以聚集起来产生许多“热点”，由于局部表面等离子体共振而产生强烈的电磁场 ^7,8。许多研究已经开发了具有不同形态的金属纳米颗粒作为SERS底物，证明了它们在实现SERS增强方面的有效性^9,10。

柔性SERS衬底具有广泛的应用，其纳米结构能够产生SERS效应沉积在柔性衬底上，便于在曲面上直接检测。柔性SERS底物用于检测和收集不规则、非平面或曲面上的分析物。常见的柔性SERS基材包括纤维、聚合物薄膜和氧化石墨烯薄膜^11,12,13,14。其中，聚二甲基硅氧烷（PDMS）是应用最广泛的高分子材料之一，具有透明度高、拉伸强度高、化学稳定性高、无毒、附着力等优点15,16,17。PDMS具有较低的拉曼截面，因此其对拉曼信号的影响可以忽略不计¹⁸。由于PDMS预聚物是液态的，因此可以通过热或光固化，从而提供了高度的可控性和便利性。基于PDMS的SERS衬底是相对常见的柔性SERS衬底，在以前的研究中已被用于嵌入各种金属纳米颗粒，用于检测具有示范性性能的不同生化物质^19,20。

在SERS衬底的制备中，纳米间隙结构的制备至关重要。物理沉积技术具有高扩展性、均匀性和可重复性等优点，但通常需要良好的真空条件和专用设备，限制了其实际应用²¹。此外，使用传统的沉积技术在几纳米尺度上制造纳米结构仍然具有挑战性²²。因此，通过化学方法合成的纳米颗粒可以通过各种相互作用吸附到柔性透明薄膜上，从而促进金属结构在纳米尺度上的自组装。为了确保成功吸附，可以通过物理或化学修饰薄膜表面来改变其表面亲水性来调整相互作用²³。与金纳米颗粒相比，银纳米颗粒表现出更好的SERS性能，但它们的不稳定性，特别是它们在空气中对氧化的敏感性，导致SERS增强因子（EF）迅速降低，影响底物性能²⁴。因此，开发一种稳定的颗粒方法至关重要。

农药残留的存在引起了人们的极大关注，因此迫切需要能够快速检测和识别现场食品中各种危险化学品的可靠方法^25,26。柔性SERS基材在实际应用中具有独特的优势，特别是在食品安全领域。本文介绍了一种通过将合成的葡萄糖包被银纳米颗粒（AgNPs）键合到PDMS底物上来制备柔性SERS底物的方法（图1）。葡萄糖的存在可以保护AgNPs，减轻空气中的银氧化。该底物表现出优异的检测性能，能够检测低至^10-10 M的罗丹明6G（R6G）和低至 ^10-8 M的农药硫兰，具有良好的均匀性。此外，柔性基板可用于通过粘接和取样进行检测，具有众多潜在的应用场景。