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Recent advances in non‐plasmonic surface‐enhanced Raman spectroscopy nanostructures for biomedical applications

纳米技术 等离子体子 表面增强拉曼光谱 材料科学 拉曼光谱 光热治疗 生物传感器 纳米结构 基质(水族馆) 拉曼散射 光电子学 光学 海洋学 物理 地质学
作者
Da Li,Kelly Aubertin,D. Onidas,Philippe Nizard,Nordin Félidj,Florence Gazeau,Claire Mangeney,Yun Luo
出处
期刊:Wiley Interdisciplinary Reviews-nanomedicine and Nanobiotechnology [Wiley]
卷期号:14 (4) 被引量:9
标识
DOI:10.1002/wnan.1795
摘要

Abstract Surface‐enhanced Raman spectroscopy (SERS) is an emerging powerful vibrational technique offering unprecedented opportunities in biomedical science for the sensitive detection of biomarkers and the imaging and tracking of biological samples. Conventional SERS detection is based on the use of plasmonic substrates (e.g., Au and Ag nanostructures), which exhibit very high enhancement factors (EF = 10 10 –10 11 ) but suffers from serious limitations, including light‐induced local heating effect due to ohmic loss and expensive price. These drawbacks may limit detection accuracy and large‐scaled practical applications. In this review, we focus on alternative approaches based on plasmon‐free SERS detection on low‐cost nanostructures, such as carbons, oxides, chalcogenides, polymers, silicons, and so forth. The mechanism of non‐plasmonic SERS detection has been attributed to interfacial charge transfer between the substrate and the adsorbed molecules, with no photothermal side‐effects but usually less EF compared with plasmonic nanostructures. The strategies to improve Raman signal detection, through the tailoring of substrate composition, structure, and surface chemistry, is reviewed and discussed. The biomedical applications, for example, SERS cell characterization, biosensing, and bioimaging are also presented, highlighting the importance of substrate surface functionalization to achieve sensitive, accurate analysis, and excellent biocompatibility. This article is categorized under: Diagnostic Tools > Diagnostic Nanodevices Diagnostic Tools > Biosensing Diagnostic Tools > In Vivo Nanodiagnostics and Imaging
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