超灵敏SERS平台：基于MXene层包覆的二维金纳米粒子组装

表面增强拉曼光谱（SERS）是一种检测广泛分析物的超灵敏工具。信号放大通常归因于两种不同的机制：局部表面等离子共振（LSPR）和分析物分子与基底表面之间的短程电荷转移（CT）效应。因此，金属纳米颗粒（NPs）的组装已被用作基本的SERS基底。然而，基于金属NPs的传统方法在同时引发两种机制方面存在局限性，因为大多数分析物的能级与金属表面的费米能级不对齐。

本研究介绍了一种利用几个原子厚的MXene层均匀包覆在Au NPs上的二维（2D）组装的超灵敏SERS平台的开发。MXene层使得基底的费米能级位于分析物的HOMO和LUMO能级之间，从而有效促进CT效应。此外，由MXene层的均匀覆盖产生的皱褶表面结构将有助于通过引导分析物被捕获在Au NPs之间的热点中心来增强EM效应。

由于利用MXene层沉积的独特结构设计，所呈现的SERS平台表现出大的分析增强因子高达1.6×1010。此外，它被证明可以检测Cr(VI)，其低检测限可以降至13 ng L−1。因此，目前的SERS平台可以被概括和扩展用于定量检测广泛的分析物，包括在生物医学和环境方面感兴趣的分子。