New strategies for obtaining the SERS effect in organic solvents

Význam tématu

Kombinace elektrochemie a SERS nabízí citlivé, selektivní a rychlé analytické nástroje vhodné pro detekci nízkých koncentrací organických molekul v prostředích, kde klasické metody narážejí na limity, například v nevodných rozpouštědlech.

Cíle a přehled studie

Studie se zaměřila na optimalizaci elektrochemické aktivace zlatých a stříbrných elektrod v organických médiích pro zvýšení intenzity SERS signálu při detekci barviv (krystalová fial) a pesticidu mancozeb. Identifikovala ideální napěťové režimy, rozpouštědla a elektrolytické podmínky.

Použitá metodika

• Elektrochemická aktivace povrchu elektrod cyklickou oxidací a redukcí za vzniku nanostruktur.
• Spektroelectrochemické měření pro kombinaci cyklické voltammetrie a SERS v jednom experimentu.
• Sledování Ramanovy intenzity molekul v závislosti na aplikovaném potenciálu.

Použitá instrumentace

• SPELEC RAMAN (laser 785 nm, bipotenciostat/galvanostat, spektrometr 785–1010 nm)
• Ramanová sonda a spektroelectrochemická buňka pro konvenční elektrody
• Zlato a stříbro jako pracovní elektrody; ocelová a Ag/AgCl jako proti a referenční elektrody
• Software DropView SPELEC pro synchronizovaná elektrochemická a optická data

Hlavní výsledky a diskuse

• Krystalová fial byla detekována v acetonitrilu s elektolytem TBA na úrovni 1 μmol/L s maximem signálu při potenciálu +0,20 V.
• Molekuly mancozebu v DMSO vykázaly charakteristické Ramanovy pásy od 240 do 1615 cm-1 s reprodukovatelnou intenzitou již ve druhém cyklu aktivace.

Přínosy a praktické využití metody

• Vysoká citlivost a selektivita pro organické analyty v nevodných médiích.
• Jednoduchá příprava a aktivace SERS substrátu v jediném elektrochemickém kroku.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Rozšíření metodiky na další organické sloučeniny a složité matricové vzorky.
• Automatizace a online monitoring procesů v průmyslové analytice.
• Vývoj přenosných EC-SERS přístrojů pro terénní a průmyslové aplikace.

Závěr

Elektrochemická aktivace kovových elektrod v organických rozpouštědlech účinně zvyšuje SERS signál, což umožňuje citlivou detekci jak barviv, tak pesticidů v nevodných médiích. Metoda nabízí flexibilní volbu média a snadnou instrumentaci pro rychlé a spolehlivé analýzy.

Reference

• González-Hernández J. et al. Rapid Determination of the Legal Highs by Spectroelectrochemistry. Sensors 2022, 22(1), 295.
• Ibáñez D. et al. Detection of Pesticides by Electrochemical Activation of SERS Features. Spectrochimica Acta Part A 2021, 248, 119174.