复旦张立武课题组：加速推进环境微纳塑料研究，开发低成本SERS基底 | 前沿用户报道

  01

实验过程       

在之前商业化 Klarite 基底研究经验的基础上，张老师课题组这次依然选用了具有相似倒锥形结构的阳极氧化铝（AnodizedAluminum Oxide, AAO）模板，通过磁控溅射和离子溅射两种沉积金纳米材料的方法分别制备得到了相应的 SERS 基底。

图1（a）空白的AAO模板；（b）离子溅射后形成的基底；（c）磁控溅射后形成的基底；（d,e）微塑料小球在基底上的分布。

在这个环节中，张教授团队使用 HORIBA LabRAM XploRA 高性能全自动拉曼光谱仪验证基底检测微塑料的性能。实际结果也表明他们制备的 SERS 基底可大大增强微塑料的拉曼信号，增强因子最大可达20，可检测到的微塑料尺寸也缩小至1 μm。这些数据充分表明了这次制备的 SERS 基底在检测单个小尺寸微塑料颗粒方面具有明显优势。值得一提的是，与商业基底 Klarite 相比，这次使用的 SER 基底检测成本也大大降低。

图2（a）微塑料在硅基底上的拉曼光谱；（b）显微镜下，硅基底上不同尺寸的单个微塑料小球；（c）不同尺寸的单个微塑料在离子溅射形成基底上的拉曼光谱；（d）不同尺寸的单个微塑料在磁控溅射形成基底上的拉曼光谱；（e,f）显微镜下，磁控溅射和离子溅射形成基底上的不同尺寸的单个微塑料小球；（g）不同尺寸微塑料小球在不同溅射方法形成基底上的增强因子的箱线图。

不止实验室环境，张教授对基底在实际环境中的应用能力也进一步进行了验证检测。他们收集了雨水样品，并对其进行消解、过滤等前处理，最终将雨水样品滴加在基底上进行实验。张教授团队利用 HORIBA 光谱仪的普通拉曼成像功能、SWIFT 快速成像功能以及 ParticleFinder 颗粒分析功能，对基底上的样品进行分析，寻找疑似微塑料的颗粒物质并根据成像结果快速定位，最终在雨水样品中检测到与标准聚苯乙烯光谱高度匹配的微米级颗粒物质。

图3（a）显微镜下在雨水样品中找到的微塑料颗粒；（b）该微塑料颗粒的拉曼光谱，出峰位置与标准聚苯乙烯光谱高度匹配。