Nghiên cứu chế tạo cấu trúc nano kim loại bằng kĩ thuật ăn mòn laser dùng cho quang phổ tán xạ Raman tăng cường bề mặt và khảo sát một số ứng dụng trong y sinh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

NGUYỄN QUANG ĐÔNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CẤU TRÚC NANO KIM LOẠI
BẰNG KĨ THUẬT ĂN MÒN LASER DÙNG CHO
QUANG PHỔ TÁN XẠ RAMAN TĂNG CƢỜNG BỀ MẶT
VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ ỨNG DỤNG TRONG Y SINH

LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ

HÀ NỘI - 2019


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

NGUYỄN QUANG ĐÔNG

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO CẤU TRÚC NANO KIM LOẠI
BẰNG KĨ THUẬT ĂN MÒN LASER DÙNG CHO
QUANG PHỔ TÁN XẠ RAMAN TĂNG CƢỜNG BỀ MẶT
VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ ỨNG DỤNG TRONG Y SINH
Chuyên ngành: Quang học
Mã số: 62.44.01.09

LUẬN ÁN TIẾN SĨ VẬT LÝ

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: 1. PGS.TS Nguyễn Thế Bình
2. PGS.TS Phạm Văn Bền

HÀ NỘI - 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do tôi thực hiện dƣới sự
hƣớng dẫn của PGS.TS Nguyễn Thế Bình và PGS.TS Phạm Văn Bền cùng với sự
cộng tác của các đồng nghiệp. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án đƣợc trích dẫn
lại từ các bài báo đã đƣợc xuất bản của tôi và các cộng sự. Các số liệu, kết quả này
là trung thực và chƣa từng đƣợc sử dụng trong bất cứ luận án tiến sĩ nào khác.
Hà Nội, tháng 01 năm 2019
Tác giả luận án

Nguyễn Quang Đông

1


LỜI CẢM ƠN
Trƣớc hết tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS Nguyễn Thế
Bình và PGS. TS Phạm Văn Bền, những ngƣời Thầy hƣớng dẫn đã dành cho tôi
sự giúp đỡ tận tình và định hƣớng khoa học hiệu quả trong suốt quá trình làm
nghiên cứu sinh.
Tôi xin đƣợc ghi ơn sự chỉ bảo, giúp đỡ và khích lệ của PGS. TS Phùng
Quốc Bảo, PGS.TS Trịnh Đình Chiến, TS Hoàng Chí Hiếu và các cán bộ bộ môn
Quang lƣợng tử - Khoa vật lý - Trƣờng Đại học Khoa học Tự nhiên đã dành cho tôi
trong những năm qua.
Tôi xin đƣợc cảm ơn sự cộng tác và giúp đỡ quý báu của PGS. TS Lê Văn
Vũ và các cán bộ trong Trung tâm Khoa học Vật liệu - Khoa Vật lý, PGS. TS
Nguyễn Xuân Nghĩa - Viện Khoa học Vật liệu, Viện Hàn lâm KHCN Việt Nam đã

giúp tôi thực hiện các phép đo của luận án.
Tôi xin trân trọng cảm ơn sự giúp đỡ và tạo điều kiện thuận lợi của cơ sở đào
tạo là Trƣờng Đại học Khoa học Tự Nhiên - Đại học Quốc gia Hà Nội và của
Trƣờng Đại học Y Dƣợc – Đại học Thái Nguyên - cơ quan mà tôi công tác, trong
quá trình thực hiện luận án.
Luận án đƣợc thực hiện tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Quang lƣợng tử và
trung tâm Khoa học Vật liệu và đƣợc hỗ trợ kinh phí của đề tài đề tài nghiên cứu
khoa học cấp Đại học Thái Nguyên, mã số: ĐH 2013-TN07-01.
Sau cùng, tôi muốn gửi tới tất cả những ngƣời thân trong gia đình và bạn bè
lời cảm ơn chân thành nhất. Chính sự tin yêu mong đợi của gia đình và bạn bè đã
tạo động lực cho tôi thực hiện thành công luận án này.
Hà Nội, tháng 01 năm 2019
Tác giả luận án

Nguyễn Quang Đông

2


MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN ....................................................................................................... 1
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. 2
MỤC LỤC ................................................................................................................... 3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT ................................................. 6
DANH MỤC CÁC BẢNG.......................................................................................... 7
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ............................................................... 8
MỞ ĐẦU ................................................................................................................... 16
Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ TÁN XẠ RAMAN TĂNG CƢỜNG BỀ
MẶT (SERS) ............................................................................................................ 22
1.1. Tán xạ Raman .................................................................................................... 22

1.2. Tán xạ Raman tăng cƣờng bề mặt ...................................................................... 28
1.2.1. Plasmon và cộng hƣởng plasmon bề mặt ........................................................ 29
1.2.2. Cơ chế của hiệu ứng Tán xạ Raman tăng cƣờng bề mặt (SERS) ................... 36
1.2.3. Hệ số tăng cƣờng (Enhancement factor - EF) ................................................. 44
1.2.4. Các cấu trúc nano plasmonic cho hiệu ứng SERS .......................................... 46
1.2.5. Một số ứng dụng của SERS ............................................................................ 55
KẾT LUẬN CHƢƠNG 1.......................................................................................... 60
Chƣơng 2: CÁC PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM SỬ DỤNG TRONG
LUẬN ÁN ................................................................................................................. 61
2.1. Phƣơng pháp chế tạo hạt nano kim loại bằng ăn mòn laser ............................... 61
2.1.1. Một số phƣơng pháp chế tạo cấu trúc nano kim loại trong chất lỏng ............ 61
2.1.2. Khái niệm về ăn mòn laser xung (pulsed laser ablation- PLA) ...................... 64
2.1.3. Cơ chế tạo thành hạt nano kim loại trong chất lỏng bằng phƣơng pháp PLA .... 65
2.1.4. Một số sơ đồ chế tạo hạt nano bằng phƣơng pháp PLA ................................. 67
2.1.5. Các phƣơng pháp xác định cấu trúc, hình thái, kích thƣớc hạt nano kim loại....... 67
2.2. Các thiết bị sử dụng để nghiên cứu SERS ......................................................... 74
2.2.1. Thiết bị chính: Laser Nd:YAG Quanta Ray Pro 230 ...................................... 74
2.2.2. Kính hiển vi điện tử quét (SEM) ..................................................................... 75
2.2.3. Hệ thu phổ tán xạ Raman tăng cƣờng bề mặt ................................................. 77
2.3. Các vật liệu, hóa chất sử dụng trong nghiên cứu của luận án ............................ 79

3


KẾT LUẬN CHƢƠNG 2.......................................................................................... 80
Chƣơng 3: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HẠT NANO KIM LOẠI BẰNG
PHƢƠNG PHÁP ĂN MÒN LASER (PLA) ......................................................... 81
3.1. Nghiên cứu thiết kế và xây dựng hệ thiết bị chế tạo hạt nano kim loại bằng
phƣơng pháp PLA ..................................................................................................... 81
3.1.1 Thiết kế và lắp đặt hệ thiết bị chế tạo hạt nano kim loại sử dụng laser

Nd:YAG .................................................................................................................... 82
3.1.2 Xây dựng quy trình chế tạo hạt nano kim loại bằng phƣơng pháp PLA ......... 82
3.2. Nghiên cứu chế tạo hạt nano vàng bằng phƣơng pháp PLA .............................. 85
3.2.1. Chế tạo hạt nano vàng trong nƣớc .................................................................. 85
3.2.2. Chế tạo hạt nano vàng trong ethanol ............................................................... 90
3.3. Nghiên cứu chế tạo hạt nano bạc bằng phƣơng pháp PLA ................................ 94
3.3.1. Chế tạo hạt nano bạc trong nƣớc khử ion ....................................................... 94
3.3.2. Chế tạo hạt nano bạc trong nƣớc cất ............................................................... 97
3.3.3. Chế tạo hạt nano bạc trong ethanol ................................................................. 98
3.3.4. So sánh và kết luận ........................................................................................ 100
3.4. Nghiên cứu chế tạo hạt nano đồng bằng phƣơng pháp PLA ........................... 101
3.4.1. Chế tạo hạt nano đồng trong nƣớc khử ion ................................................... 101
3.4.2. Chế tạo hạt nano đồng trong nƣớc cất........................................................... 105
3.4.3. Chế tạo hạt nano đồng trong ethanol ............................................................ 106
3.5. Nghiên cứu chế tạo hạt nano Platin bằng phƣơng pháp PLA .......................... 107
3.5.1 Chế tạo hạt Platin trong nƣớc khử ion ........................................................... 108
3.5.2 Chế tạo hạt Platin trong ethanol ..................................................................... 110
3.6. Nghiên cứu chế tạo hạt nano hợp kim Au/Ag trong nƣớc bằng kỹ thuật laser .... 111
3.6.1. Quy trình chế tạo hạt nano hợp kim bằng kỹ thuật laser .............................. 111
3.6.2. Nghiên cứu chế tạo hạt nano hợp kim Au/Ag trong nƣớc bằng kỹ thuật
cảm ứng laser .......................................................................................................... 113
KẾT LUẬN CHƢƠNG 3........................................................................................ 118
Chƣơng 4: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO MỘT SỐ CẤU TRÚC NANO KIM
LOẠI CHO HIỆU ỨNG SERS VÀ KHẢO SÁT KHẢ NĂNG ỨNG
DỤNG TRONG Y SINH....................................................................................... 119

4


4.1. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt silic ................................................ 120

4.1.1. Quy trình chế tạo đế SERS bằng phƣơng pháp ngƣng đọng trực tiếp keo
hạt nano kim loại ..................................................................................................... 120
4.1.2. Nghiên cứu chế tạo các đế SERS phủ hạt nano Au, Ag, Cu, Pt trên bề
mặt silic ................................................................................................................... 121
4.1.3. Nghiên cứu ảnh hƣởng của mật độ hạt nano Au trên đế silic và đánh giá
hệ số tăng cƣờng SERS ........................................................................................... 126
4.2. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt thủy tinh ......................................... 127
4.2.1. Nghiên cứu chế tạo đế SERS bằng phƣơng pháp coffee-ring ...................... 128
4.2.2. Khảo sát ảnh hƣởng của số lần phủ lớp hạt Au và xác định hệ số tăng
cƣờng SERS ............................................................................................................ 131
4.3. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt kim loại đồng ................................. 133
4.3.1. Nghiên cứu chế tạo đế SERS phủ hạt nano Au trên bề mặt đồng................. 133
4.3.2. Nghiên cứu chế tạo đế SERS phủ hạt nano hợp kim Au/Ag trên bề mặt đồng ... 138
4.4. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt DVD .............................................. 141
4.4.1. Xử lý và khảo sát bề mặt đĩa DVD ............................................................... 141
4.4.2. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên đĩa DVD ................................................. 143
4.4.3 Khảo sát hiệu quả tăng cƣờng SERS của đế Au/DVD .................................. 144
4.5. Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt đồng cấu trúc nano nhờ ăn mòn laser ... 147
4.5.1. Nghiên cứu chế tạo bề mặt đồng cấu trúc nano nhờ ăn mòn laser................ 147
4.5.2 Nghiên cứu chế tạo đế SERS trên bề mặt đồng cấu trúc nano nhờ ăn mòn laser ... 148
4.5.3. Khảo sát hiệu ứng SERS trên đế Au/CuK5 .................................................. 149
4.5. Khảo sát một số khả năng ứng dụng của SERS trong y sinh ........................... 152
4.5.1. Khảo sát phổ SERS của Glucose .................................................................. 152
4.5.3. Khảo sát phổ SERS của Amoxicillin Trihydrate .......................................... 155
4.5.4. Khảo sát phổ SERS của Tetracyline ............................................................. 156
4.5.5. Khảo sát phổ SERS của Malachite Green ..................................................... 160
KẾT LUẬN CHƢƠNG 4........................................................................................ 164
KẾT LUẬN ............................................................................................................ 165
CÁC KẾT QUẢ CÔNG BỐ CHÍNH CỦA LUẬN ÁN ..................................... 167
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 169

5


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT
Ký hiệu



AFM
Ag
Au
CE
Cu
EF
EM
LSPR

Tên tiếng Anh
Absorption coefficient
Frequency
Wavelength
Atomic Force Microscopy
Silver
Gold
Chemical Enhancement
Copper
Enhancement factor
Electromagnetic
Localized surface plasmon resonance

MG

Malachite Green

mol
ms
mW

Mole
Milisecond
Milliwatt

mol
Mili giây
Mili oát

PLA

pulsed laser ablation

ăn mòn laser xung

RRS
SEF

Resonance Raman Spectroscopy
Surface - Enhanced Flourescence
Surface - Enhanced Hyper - Raman
SEHRS

Scattering
Surface
Enhanced
Infrared
SEIRA
Absorption
SEM
Scanning electron microscope
Surface
Enhanced
Resonance
SERRS
Raman Spectroscopy
Surface
Enhanced
Raman
SERS
Spectroscopy
SM
Single - Molecule
SPR
Surface plasmon resonance
T
- Transmission Localized Surface
LSPR
Plasmon Resonance Spectroscopy
TEM
Transmission electron microscope
TERS

Tip Enhanced Raman Spectroscopy

UV
XRD
R6G
NP

Ultra violet
X-ray diffraction
Rhodamine 6G
Nano particles

Tên tiếng Việt
Hệ số hấp thụ
Tần số
Bƣớc sóng
Kính hiển vi lực nguyên tử
Bạc
Vàng
Tăng cƣờng hóa học
Đồng
Thừa số tăng cƣờng
Điện từ
Cộng hƣởng Plasmon bề mặt định xứ

Quang phổ học Raman cộng hƣởng
Huỳnh quang tăng cƣờng bề mặt
Tán xạ Hyper Raman tăng cƣờng bề
mặt
Hấp thụ hồng ngoại tăng cƣờng bề mặt

Kính hiển vi điện tử quét
Quang phổ học Raman cộng hƣởng
tăng cƣờng bề mặt
Quang phổ học Raman tăng cƣờng bề
mặt
Đơn phân tử
Cộng hƣởng plasmon bề mặt
Quang phổ học cộng hƣởng plasmon bề
mặt truyền qua cục bộ
Kính hiển vi điện tử truyền qua
Quang phổ học Raman tăng cƣờng trên
mũi nhọn
Tử ngoại
Nhiễu xạ tia X
Các hạt nano

6


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 4.1. Số liệu so sánh dịch chuyển SERS với dịch chuyển Raman thƣờng ............. 125
Bảng 4.2. Bản đối chiếu phổ Raman và phổ SERS thực nghiệm của Rhodamine
6G ................................................................................................................... 138
Bảng 4.3: Đỉnh Raman và các liên kết tƣơng ứng của Rhodamine 6G. ................. 146
Bảng 4.4. Đỉnh Raman và các liên kết tƣơng ứng của Malachite Green ................ 150
Bảng 4.5. So sánh phổ Raman và phổ SERS của Glucose ..................................... 154
Bảng 4.6. So sánh giữa các dịch chuyển Raman và dịch chuyển SERS của
Amoxicillin Trihydrate ........onolayer on Arbitrary Substrates: SelfAssembly and Femtomolar Detection of Food Contaminants”, ACS Nano 2013
7, pp.5993– 6000
25. Benedetto Bozzini, Gian Pietro De Gaudenzi, Claudio Mele (2004), “A SERS

investigation of the electrodeposition of Ag-Au alloys from free-cyanide
solutions”, Journal of Electroanalytical Chemistry 570, pp. 29-34
26. Bin Ren, Guo-Kun Liu, Xiao-Bing Lian, Zhi-Lin Yang, Zhong-Qun (2007),
“Tian Raman spectroscopy on transition metals”, Anal Bioanal Chem 388,
pp.29-45
27. C.A. Smyth, I. Mirza, J.G. Lunney, E.M. McCabe (2013), “Surface-enhanced
Raman spectroscopy (SERS) using Ag nanoparticle films produced by pulsed
laser deposition”, Applied Surface Science 264 31-35
28. Carsten Sonnichsen (2001), Plasmons in metal nanostructures, Ph.D. Thesis,
University of Munich

29. Chaonan Wang, Jinghuai Fang, Yonglong Jin, Mingfei Cheng (2011),
“Fabrication and surface-enhanced Raman scattering (SERS) of Ag/Au
bimetallic films on Si substrates”, Applied Surface Science 258, pp.1144-1148
30. Cosmin Farcau, Simion Astilean (2014),

“Periodically nanostructured

substrates for surface enhanced Raman spectroscopy”, Journal of Molecular
Structure 1073 (2014) 102-111
31. Chang Hyung Bae, Sang Hwan Nam, Seung Min Park (2002), “Formation of
silver nanoparticles by laser ablation of a silver target in NaCl solution”,
Applied Surface Science 197 – 198, pp.628 – 634.

171


32. Christa L. Brosseau, Kari S. Rayer, Francesca Casadio, Cecily M. Grzywacz,
and Richard P. Van Duyne (2009) “Surface - Enhanced Raman Spectroscopy:
A Direct method to Identify Colorants in Various Artist Media” Analytical

Chemistry, Vol. 81, No. 17, pp7443 - 7447.
33. Christian N. Kotanen, Luis Martinez, Rene Alvarez, John W. Simecek (2016),
“Surface enhanced Raman scattering spectroscopy for detection and
identification of microbial pathogens isolated from human serum”, Sensing
and Bio-Sensing Research 8, pp. 20-26
34. Christine J Hick (2001), “Surface - enhanced Raman scattering”, MSU CEM
924.
35. Chunling Zhang, Kaijun Wang, Dejun Han, Qing Pang (2014),

“Surface

enhanced Raman scattering (SERS) spectra of trinitrotoluene in silver colloids
prepared by microwave heating method”, Molecular and Biomolecular
Spectroscopy 122, pp. 387-391
36. C. L. Stevenson and T. Vo-Dinh (1996), “Signal expressions in Raman
spectroscopy,” Modern Techniques in Raman Spectroscopy, Ed. J. J. Laserna,
John Wiley and Sons Publishers, West Sussex, England, pp. 1-39.
37. Cosmin Leordean, Bogdan Marta, Ana-Maria Gabudean, Monica Focsan, Ioan
Botiz, Simion Astilean (2015), “Fabrication of highly active and cost effective
SERS plasmonic substrates by electrophoretic deposition of gold nanoparticles
on a DVD template”, Applied Surface Science 349, pp. 190-195
38. Dan Li, Qingxia Zhu, Diya Lv, Binxing Zheng, Yanhua Liu, Yifeng Chai,
Feng

Lu

(2015),

“Silver-nanoparticle-based

surface-enhanced

Raman

scattering wiper for the detection of dye adulteration of medicinal herbs”, Anal
Bioanal Chem 407, pp.6031-6039
39. Daniel L. Feldheim, Colby A. Foss (2002), Metal nanoparticles, The United
States Of America.
40. D.A. Weitz, S.Garoff, J.I. Gersten, and A. Nitzan (1983), “The enhancement
of Raman scattering, resonance Raman scattering, and fluorescence from
molecules adsorbed on a rough silver surface,” J. Chem. Phys. 78(9), pp.
5324-5338.

172


41. Dana Cialla, Anne März, René Böhme, Frank Theil, Karina Weber, Michael
Schmitt, Jürgen Popp (2012), Surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS):
progress and trends, Anal Bioanal Chem 403, pp.27-54
42. Derek A.Long (2002), The Raman effect, John Wiley & Sons, LTD
43. Dongjo Kim, Sunho Jeong and Jooho Moon (2006), “Synthesis of silver
nanoparticles using the polyol process and the influence of precursor
injection”, Nanotechnology 17 4019.
44. D. Roy, Z. H. Barber, and T. W. Clyne (2002) “Ag nanoparticle induced
surface enhanced Raman spectroscopy of chemical vapor deposition diamond
thin films prepared by hot filament chemical vapor deposition”, Journal of
appied physics 91 (9), pp.6085 - 6089
45. E. Fazio, F. Neri, A. Valenti, P.M. Ossi, S. Trusso, R.C. Ponterio (2013),
“Raman spectroscopy of organic dyes adsorbed on pulsed laser deposited
silver thin films”, Applied Surface Science 278, pp. 259-264

46. Eric C. Le Ru, Pablo G. Etchegoin (2009), Principles of Surface Enhanced
Raman Spectroscopy and related plasmonic effects, Elsevier, 663pp
47. Eric Nardou, Dominique Vouagner, Anne-Marie Jurdyc, Alice Berthelot, Anne
Pillonnet, Virginie Sablonière, Bernard Champagnon (2011), “Distance
dependence of the Surface Enhanced Raman Scattering effect observed in
amorphous TiO2 on nanostructured gold”, Optical Materials 33, pp. 1907-1910.
48. Evan Blackie (2010), Quantification of the enhancement factor in
surface-enhanced Raman scattering, PhD. Thesis. Victoria University of
Wellington, 219pp
49. Ferraro, J. R., Nakamoto, K., and Brown, C. W (2003). Introductory Raman
Spec- troscopy; 2nd ed. Elsevie
50. F. J. Garcia-Vidal and J. B. Pendry (1996), “Collective theory for surface
enhanced Raman scattering,” Physical Review Letters 77(6), pp.1163-1166.
51. F. Laariedh, I. Sow, A. Ferchichi, M. Zelsmann, J. Boussey (2015), “Largearea, cost-effective Surface-Enhanced Raman Scattering (SERS) substrates
fabrication”, Microelectronic Engineering 145, pp. 124-127

173


52. Fu-Hsiang Ko, Ming-Rou Tai, Fu-Ken Liu, Yu-Cheng Chang (2015), “Au-Ag
core-shell

nanoparticles

with

controllable

shell

thicknesses

for

the detection of adenosine by surface enhanced Raman scattering”, Sensors
and Actuators B 211, pp. 283-289
53. John R.Lombardi, and Ronald L. Birke 2009 Acc. Chem. Res., Article

ASAP • DOI: 10.1021/ar800249y
54. Jun Takeda, Ikufumi Katayama, Ken-ichi Shudo, Masahiro Kitajima (2014),
“Coherent phonon and surface-enhanced Raman scattering dynamics in
solids”, Journal of Luminescence 152 23-27
55. G.D. Chumanov, R.G. Efremov, and I.R. Nabiev, “Surface-enhanced
Raman spectroscopy of biomolecules”, J. Raman Spectroscopy 21, pp. 43 - 48
(1990).
56. Gordana Siljanovska Petreska, Jadranka Blazevska-Gilev, Radek Fajgаr,
Radmila Tomovska (2014), “Surface-Enhanced Raman Scattering activity of
Ag/graphene/polymer nanocomposite films synthesized by laser ablation”,
Thin Solid Films 564 115-120
57. G.W.Yang (2007), “Laser ablation in liquids: Applications in the synthesis of
nanocrystals”, ScienceDirect - Progress in Materials Science 52, 648–698
58. Greaves, S.J., Griffith, W.P. (1988), “Surface-enhanced Raman scattering
(SERS) from silver colloids of vanadate, phosphate and arsenate”. J. Raman
Spectrosc. 19, pp.503–507.
59. Hao Guo, Li Ding, Yujun Mo (2011), “Adsorption of 4-mercaptopyridine
onto laser-ablated gold, silver and copper oxide films: A comparative surfaceenhanced Raman scattering investigation”, Journal of Molecular Structure
991, pp. 103-107
60. Hering K, Cialla D, Ackermann K, Dorfer T, Moller R, Schneidewind H,

Mattheis R, Fritzsche W, Rosch P, Popp J (2008), “SERS: a versatile

tool in chemical and biochemical diagnostics”, Anal Bioanal Chem
390(1), pp.113–124.

174


61. H. Tajik, H. Malekinejad, S.M. Razavi-Rouhani (2010), “Chloramphenicol
residues in chicken liver, kidney and muscle: a comparison among the
antibacterial residues monitoring methods of Four Plate Test, ELISA and
HPLC”, Food Chem. Toxicol. 48, pp.2464–2468.
62. Huiyuan Guo, Baoshan Xing, Leigh C. Hamlet, Andrea Chica, Lili He(2016),
“Surface-enhanced Raman scattering detection of silver nanoparticles in
environmental and biological samples”, Science of the Total Environment
554-555, pp.246-252
63. Hoan T. Ngo, Hsin-Neng Wang, Andrew M. Fales & Tuan Vo-Dinh (2016),
“Plasmonic SERS biosensing nanochips for DNA detection”, Anal Bioanal
Chem, 408, pp. 1773-1781
64. Irina Geiman, Marco Leona, and John R. Lombardi (2009) “Application of
Raman Spectroscopy and Surface - Enhanced Raman Scattering to the
Analysis of synthetic Dyes Found in Ballpoint Pen Inks” J Forensic Sci, 54,
(4), pp. 947 - 952
65. I.R.

Nabiev,

nhanced

V.A.

Savchenko,

and

E.S.

Efremov(1983),

“Surface-

Raman spectra of aromatic amino acids and proteins by silver

hydrosols,” J. of Raman Spectroscopy 14(6), pp. 375-379.
66. Istruction manual UV-2450, Series User‟s System Guide Shimadzu
Corporation.
67. Istruction manual UV-2450, Series User‟s Operation Guide Shimadzu
Corporation.
68. Jason R. Anema, Alexandre G. Brolo, Pramodha Marthandam, and Reuven
Gordon (2008) “Enhanced Raman Scatering from Nanoholes in a Copper
Film” J. Phys. Chem. 112, pp. 17051 - 17055
69. J. A. Creighton, C.G. Blatchford and M.G. Albrecht(1979), “Plasma
resonance enhancement of Raman scattering by pyridine adsorbed on
silver and gold sol particles of size comparable to the excitation
wavelength,” J. Chem. Soc, Faraday Trans. II 75, pp. 790-798.

175


70. Jeffrey M. McMahon, Anne - Isabelle Henry, Kristin L. Wustholz, Michael J.
Natan, R. Griffith Freeman, Richard P. Van Duyne, George C. Schatz (2009)
“Gold nanoparticle dimer plasmonics: finite element method calculations of

the electromagnetic enhancement to surface - enhanced Raman Spectroscopy”
Anal Bioanal Chem, 394, pp. 1819 - 1825
71. J. Neng, M.H. Harpster, H. Zhang, et al., “A versatile SERS-based
immunoassay for immunoglobulin detection using antigen-coated gold
nanoparticles and malachite green-conjugated protein A/G”, Biosens.
Bioelectron. 26 (3) (2010) 1009–1015
72. Jian Feng Li, Yi Fan Huang, Yong Ding, Zhi Lin Yang, Song Bo Li, Xiao
Shun Zhou, Feng Ru Fan, Wei Zhang, Zhi You Zhou, De Yin Wu, Bin Ren,
Zhong Lin Wang and Zhong Qun Tian (2010), “Shell-isolated nanoparticleenhanced Raman spectroscopy”, Nature 464 (18), pp. 392-395
73. John R. Ferraro, Kazuo Nakamoto and Chris W. Brown (2003), “Introductory
Raman Spectroscopy”, Elsevier.
74. Katja Hoflich, Michael Becker, Gerd Leuchs and Silke Christiansen (2012),
“Plasmonic dimer antennas for surface enhanced Raman scattering”,
Nanotechnology 23 185303 (7pp)
75. Katrin Kneipp, Martin Moskovits, Harald Kneipp (Eds.) (2006), SurfaceEnhanced Raman Scattering Physics and Applications, Springer-Verlag Berlin
Heidelberg 500pp
76. Karolyne V. de Oliveira, Joel C. Rubim (2016), “Surface-enhanced Raman
spectroscopy of molecules adsorbed on silver nanoparticles dispersed an agarose
gel and their adsorption isotherms”, Vibrational Spectroscopy 86, pp.290-301
77. Keqiang Lai, Fuli Zhai, Yuanyuan Zhang, Xichang Wang, Barbara A. Rasco,
Yiqun Huang (2011), “Application of surface enhanced Raman spectroscopy
for analyses of restricted sulfa drugs”, Sens. & Instrumen. Food Qual. 5,
pp.91-96

176


78. Kristen Bowey, Jean-Francois Tanguay, Marinella G. Sandros, Maryam
Tabrizian (2014), “Microwave-assisted synthesis of surface-enhanced Raman
scattering nanoprobes for cellular sensing”, Colloids and Surfaces B:

Biointerfaces 122, pp.617-622
79. L.Andrew Lyon, Christine D. Keating, Audrey P. Fox, Bonnie E. Baker, Lin He,
Sheila R. Nicewarner, Shawn P. Mulvaney, and Michael J. Natal (1998) “Raman
Spectroscopy”, Analytical Chemistry 70 (12), pp. 341 - 361
80. Lili He (2009), Application of surface enhanced raman spectroscopy to food
safety issues. PhD. Thesis. University of Missouri. 145pp
81.

Luong Truc Quynh Ngan, Kieu Ngoc Minh, Dao Tran Cao, Cao Tuan Anh,
and Le Van Vu (2017), “Synthesis of Silver Nanodendrites on Silicon and Its
Application for the Trace Detection of Pyridaben Pesticide Using SurfaceEnhanced Raman Spectroscopy”, J. Electron. Mater.46, doi:10.1007/s11664017-5284-4.

82. Lucio Litti, Vincenzo Amendola, Giuseppe Toffoli, Moreno Meneghetti
(2016), Detection of low-quantity anticancer drugs by surface-enhanced
Raman scattering, Anal Bioanal Chem 408, pp.2123-2131
83. Mahajan, S, Hutter, T, Steiner, U & Goldberg Oppenheimer, P 2013, “Tunable
microstructured

surface-enhanced

Raman

scattering

substrates

via

electrohydrodynamic lithography”, Journal of Physical Chemistry Letters 4,
(23), pp. 4153-4159.

84. Maurizio Muniz-Miranda, Cristina Gellini, Pier Remigio Salvi, Massimo
Innocenti, Marco Pagliai, Vincenzo Schettino (2011),

“Fabrication of

nanostructured silver substrates for surface-enhanced Raman spectroscopy”, J
Nanopart Res 13, pp.5863-5871
85. M.A. Herrera, G.P. Jara, R. Villarroel, A.E. Aliaga, J.S. Gómez-Jeria, E.
Clavijo, C. Garrido, T. Aguayo, M.M. Campos (2014), “Vallette Surface
enhanced

Raman

scattering

study

of

the

antioxidant

alkaloid

boldine using prismatic silver nanoparticles Spectrochimica”, Acta Part A:
Molecular and Biomolecular Spectroscopy 133, pp.591-596

177

86. Mehmet Kahraman, Sebastian Wachsmann-Hogiu (2015), “Label-free and
direct protein detection on 3D plasmonic nanovoid structures using surfaceenhanced Raman scattering”, Analytica Chimica Acta 856, pp.74-81
87. Meikun Fan, Gustavo F.S. Andrade, Alexandre G. Brolo (2011) “A review on the
fabrication of substrates for surface enhanced Raman spectroscopy and their
applications in analytical chemistry”, Analytica Chimica Acta 693, pp. 7-25.
88. M Cyrankiewicz, T Wybranowski and S Kruszewski (2007) “Study of SERS
effciency of metallic colloidal systems”, Journal of Physics, Conference
Series 79 (2007) 012013.
89. M.Fleischmann, P.J.Hendra, A.J.McQuillan (1974), “Raman spectra of
pyridine adsorbed at a silver electrode”, Chemical Physics Letters 26 (2), pp.
163-166
90. M Keating, Y Chen, I A Larmour, K Faulds and D Graham (2012), “Growth
and surface-enhanced Raman scattering of Ag nanoparticle assembly in
agarose gel Meas”. Sci. Technol. 23 084006 (9pp)
91. Michael Quinten (2011), Optical Properties of Nanoparticle Systems, WileyVCH Verlag & Co. KgaA 504pp
92. Mikhail Yu Tsvetkov, Boris N Khlebtsov, Vitaly A Khanadeev, Victor N
Bagratashvili, Peter S Timashev, Mikhail I Samoylovich and Nikolai G
Khlebtsov (2013), SERS substrates formed by gold nanorods deposited on
colloidal silica films, Nanoscale Research Letters, 8:250
93. Min Kyung Oh, Sukang Yun, Seong Kyu Kim, Sungho Park (2009), “Effect of
layer structures of gold nanoparticle films on surface enhanced Raman
scattering”, Analytica Chimica Acta 649, pp. 111-116
94. Monica Baia, Simion Astilean,Traian Iliescu (2008), Raman and SERS
Investigations of Pharmaceuticals, Springer-Verlag Berlin Heidelberg
95. M. Moskovits (1985), “Surface-enhanced spectroscopy”, Reviews of Modern
Physics, 57(3), pp.783-826.

178

96. M. R Gartia et al. (2010),

“Rigorous surface enhanced Raman spectral

characterization of large-area high-uniformity silver-coated tapered silica
nanopillar arrays”, Nanotechnology, 21395701 (9pp)
97. Myoungsoon Kim, Junwye Lee, Sreekantha Reddy Dugasani, Nam Huh, Sung
Ha Park, Sang Chul Park (2015), “Surface enhanced Raman scattering based
molecule detection using self-assembled DNA nanostructures”, Applied
Physics 15, pp.1032-1035
98. Nadezhda S. Yurova, Natalia E. Markina, Mikhail V. Pozharov, Andrey M.
Zakharevich, Tatyana Yu. Rusanova, Alexey V. Markin(2016), SERS-active
sorbent based on aluminum oxide loaded with silver nanoparticles, Colloids
and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects 495, pp.169-175
99. Nguyen The Binh, Nguyen Quang Dong, Nguyen Thanh Dinh, Vu Thi Khanh Thu
(2010), “Surface - enhanced raman scattering from a layer of gold nanoparticles”,
Journal of Science, Mathematics – Phyics 26 (4), pp.187 - 192
100. Nguyen Thi Thai An, Duy Quang Dao, Pham Cam Nam, Bui The Huy, Hong
Nhung Tran (2016), “Surface enhanced Raman scattering of melamine on
silver substrate: An experimental and DFT study pectrochimica”, Acta Part
A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy 169, pp.230-237
101. N.R. Agarwal, F. Neri, S. Trusso, A. Lucotti, P.M. Ossi (2012), “Au
nanoparticle arrays produced by Pulsed Laser Deposition for Surface
Enhanced Raman Spectroscopy”, Applied Surface Science 258, pp. 9148-9152
102. P. C. Lee and D. Miesel(1982), “Adsorption and surface-enhanced Raman
of dyes on silver and gold sols,” J. Phys. Chem. 86, pp. 3391-3395.
103. Paul D. Simonson (2004), “An Introduction to Raman Spectroscopy and the
Development of SERS”, Physics 598 OS, University of Illinois at Urbana Champaign.
104. Pauld L. Stiles, Jon A. Dieringer, Nilam C. Shah, and Richard P. Van Duyne

(2008) “Surface - Enhanced Raman Spectroscopy”, Annu. Rev. Anal. Chem,.
1. pp. 601 - 626

179


105. Pham Khac Duy, Pham Thi Hai Yen, Seulah Chun, Vu Thi Thu Ha, Hoeil
Chung (2016), “Carbon fiber cloth-supported Au nanodendrites as a rugged
surface-enhanced Raman scattering substrate and electrochemical sensing
platform”, Sensors and Actuators B 225, pp.377-383
106. Raymond Gillibert, Jiao Qi Huang, Yang Zhang, Wei Ling Fu, Marc Lamy de
la Chapelle (2018), “Food quality control by Surface Enhanced Raman
Scattering”, Trends in Analytical Chemistry 105, pp.185-190
107. Raju Botta, A. Rajanikanth, C. Bansal (2016), “Silver nanocluster films for
glucose sensing by Surface Enhanced Raman Scattering (SERS)”, Sensing and
Bio-Sensing Research 9, pp.13-16
108. Richard L. McCreery (2000), Raman spectroscopy for chemical analysis, A
John Wiley & Sons, Inc., Publication
109. Ridhima Chadha, Nandita Maiti, Sudhir Kapoor (2014), “Interaction of
anthranilic acid with silver nanoparticles: A Raman, surface-enhanced Raman
scattering and density functional theoretical study”, Journal of Molecular
Structure 1076, pp. 35-41
110. R. Li, H. Zhang, Q.W. Chen, et al. (2011), “Improved surface-enhanced
Raman scattering on micro-scale Au hollow spheres: synthesis and application
in detecting tetracycline”, Analyst 136 (12), pp.2527–2532.
111. Sami Kujana (2008), Optical Second – harmonic Genaration from Metal
Nanostructures, Ph.D. Thesis, Tampere University of Technology
112. Sebastian Schlücker (2011), Surface Enhanced Raman Spectroscopy, WILEYVCH, 354pp
113. Sharon E. Black (2011), Laser ablation: effects and applications,

Nova

Science Publishers, Inc. New York.
114. Shweta Verma, B. Tirumala Rao, S. Bhartiya, V. Sathe, L.M. Kukreja (2015),
“Growth temperature dependent surface plasmon resonances of densely
packed gold nanoparticles‟ films and their role in surface enhanced Raman
scattering of Rhodamine6G”, Applied Surface Science 346, pp.379-387

180


115. Shuan ggen Huang,Wu Yan , Muhua Liu and Jianping Hu (2016), “Detection of
difenoconazole pesticides in pak choi by surface-enhanced Raman scattering
spectroscopy coupled with gold nanoparticles”, Anal. Methods, 8,4755
116. Smith WE (2008), “Practical understanding and use of surface enhanced

Raman scattering/surface enhanced resonance Raman scattering in
chemical and biological analysis”, ChemSoc Rev 37, pp.955–964
117. Siti Machmudah, Wahyudiono, Noriharu Takada, Hideki Kanda, Koichi
Sasaki and Motonobu Goto (2013),

“Fabrication of gold and silver

nanoparticles with pulsed laser ablation under pressurized CO2”, Adv. Nat.
Sci.: Nanosci. Nanotechnol. 4 045011 (7pp)
118. Stefan A. Maier and Harry A. Atwater (2005), "Plasmonic: Localization and
guiding of electromagnetic energy in metal/dielectric structures", Journal of
applied physics 98.011101
119. Stephen D. Hudson & George Chumanov (2009), “Bioanalytical applications of
SERS (surface-enhanced Raman spectroscopy)”, Anal Bioanal Chem 394,

pp.679-686
120. Steven K. Hughes, Robert C. Fry, Joseph Brady, Laser Ablation for Direct
ICP and ICP-MS Analysis, July/August 2008.
121. T. Pal, V. Anantha Narayanan, D.L. Stokes, T. Vo-Dinh (1998), “Surfaceenhanced Raman detection of nicotinamide in vitamin tablets”, Analytica
Chimica Acta 368, pp.21-28
122. Thi Dieu Thuy Ung, Thi Hoa Nguyen, and Quang Liem Nguyen(2016),
“Large 2D-arrays of size-controllable silver nanoparticles prepared by hybrid
deposition”, Adv. Nat. Sci.: Nanosci. Nanotechnol. 7 035013 (7pp)
123. V G Ivanov, N D Todorov, L S Petrov, T Ritacco, M Giocondo, E S Vlakhov
(2016), “Strong surface enhanced Raman scattering from gold nanoarrays
obtained by direct laser”, Journal of Physics: Conference Series 764 012023
124. V. Polovinkin, T. Balandin, O. Volkov, E. Round, V. Borshchevskiy,
P. Utrobin, D. von Stetten, A. Royant, D. Willbold, G. Arzumanyan,
V. Chupin, J.-L. Popot, V. Gordeliy (2014), “Nanoparticle Surface-Enhanced
Raman Scattering of Bacteriorhodopsin Stabilized by Amphipol A8-35J”,
Membrane Biol 24, pp.971-980

181


125. W. Ji, W. Yao(2015), “Rapid surface enhanced Raman scattering detection
method for chloramphenicol residues Spectrochimica”, Acta Part A:
Molecular and Biomolecular Spectroscopy 144, pp. 125–130
126. Xianzhong Sun, Linhan Lin, Zhengcao Li, Zhengjun Zhang, Jiayou Feng
(2009), “Novel Ag-Cu substrates for surface-enhanced Raman scattering”,
Materials Letters 63, pp. 2306-2308
127. Xiao X. Han & Bing Zhao & Y ukihiro Ozaki (2009), “Surface-enhanced Raman
scattering for protein detection”, Anal Bioanal Chem 394, pp. 1719-1727
128. Xiu-Mei Lin, Yan Cui, Yan-Hui Xu, Bin Ren, Zhong-Qun Tian (2009),
“Surface-enhanced Raman spectroscopy: substrate-related”,

Anal Bioanal

Chem 394, pp.1729-1745
129. Ying-Sing Li, Jeffrey S. Church (2014), “Raman spectroscopy in the analysis
of food and pharmaceutical nanomaterials”, journal of food and drug
analysis 2229 - 48.
130. Yong Qiang Wang, Sheng Ma, Qian Qian Yang, Xin Jian Li (2012), “Sizedependent SERS detection of R6G by silver nanoparticles immersion-plated
on silicon nanoporous pillar array”, Applied Surface Science 258 5881-5885
131. Yunfei Xie, Xinyu Zhu, Yingying Sun, (2012), “Rapid detection method for
nitrofuran antibiotic residues by surface-enhanced Raman spectroscopy”, Eur.
Food Res. Technol. 235 (3), pp. 555–561.
132. Yukun Han, Zhi Liang, Huilai Sun, Hai Xiao, Hai-Lung Tsai (2011),
“Nanostructured substrate with nanoparticles fabricated by femtosecond laser
for surface-enhanced Raman scattering”, Appl Phys A 102, pp.415-419
133. Zamiri R1, Azmi BZ, Sadrolhosseini AR, Ahangar HA, Zaidan AW, Mahdi
MA (2011), “Preparation of silver nanoparticles in virgin coconut oil using
laser ablation”, Int J Nanomedicine. 7;6:71-5. doi: 10.2147/IJN.S14005.
134. Zhangquan Peng, Bernd Spliethoff, Bernd Tesche, Thomas Walther,

and Karl Kleinermanns (2006), “Laser-Assisted Synthesis of Au−Ag Alloy
Nanoparticles in Solution”, J. Phys. Chem. B 110, 6, pp. 2549-2554

182