采用傅里葉變換紅外光譜識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、實時、無損的方法。然而，水溶液對紅外光譜的強吸收掩蓋了生物分子各自的振動指紋譜，導(dǎo)致該方法的應(yīng)用充滿挑戰(zhàn)。國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）透射模式測試的微流控系統(tǒng)；他們通過構(gòu)筑可在生理環(huán)境中進行有效電學(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)境的背景信號干擾，還有效放大了蛋白質(zhì)分子的紅外信號。此外，研究人員還利用同位素效應(yīng)對水溶液中的單層蛋白膜的氫氘質(zhì)子交換過程進行了紅外光譜監(jiān)測。這種可調(diào)控的石墨烯等離激元增強的FTIR方法，能夠為納米尺度研究水溶液中的生物過程提供新的平臺。

      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 實驗方法

      安徽澤攸科技有限公司受國家納米科學(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可。

圖 原位紅外光譜裝置實物

圖 可調(diào)諧石墨烯等離激元增強紅外光譜平臺(a)實驗裝置示意圖(b) 微流控系統(tǒng)中蛋白質(zhì)溶液有（紅色譜線）/無（藍色譜線）石墨烯等離激元增強的紅外光譜（透射模式下采集）(c)石墨烯等離激元增強紅外光譜排除水的影響，直接指認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紅外光譜原位檢測納米蛋白質(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紅外光譜檢測蛋白質(zhì)在不同濃度重水環(huán)境的振動指紋變化。