Highly uniform and reproducible surface-enhanced Raman scattering from DNA-tailorable nanoparticles with 1-nm interior gap

拉曼散射 胶体金 材料科学 纳米结构 拉曼光谱 纳米颗粒 纳米技术 表面增强拉曼光谱 光学 物理
作者
Dong‐Kwon Lim,Ki Seok Jeon,Jae-Ho Hwang,Hyoki Kim,Sunghoon Kwon,Yung Doug Suh,Jwa‐Min Nam
出处
期刊:Nature Nanotechnology [Nature Portfolio]
卷期号:6 (7): 452-460 被引量:1070
标识
DOI:10.1038/nnano.2011.79
摘要

An ideal surface-enhanced Raman scattering (SERS) nanostructure for sensing and imaging applications should induce a high signal enhancement, generate a reproducible and uniform response, and should be easy to synthesize. Many SERS-active nanostructures have been investigated, but they suffer from poor reproducibility of the SERS-active sites, and the wide distribution of their enhancement factor values results in an unquantifiable SERS signal. Here, we show that DNA on gold nanoparticles facilitates the formation of well-defined gold nanobridged nanogap particles (Au-NNP) that generate a highly stable and reproducible SERS signal. The uniform and hollow gap (∼1 nm) between the gold core and gold shell can be precisely loaded with a quantifiable amount of Raman dyes. SERS signals generated by Au-NNPs showed a linear dependence on probe concentration (R(2) > 0.98) and were sensitive down to 10 fM concentrations. Single-particle nano-Raman mapping analysis revealed that >90% of Au-NNPs had enhancement factors greater than 1.0 × 10(8), which is sufficient for single-molecule detection, and the values were narrowly distributed between 1.0 × 10(8) and 5.0 × 10(9).
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