zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-1623Research ArticleАННОТАЦИИ АНГЛОЯЗЫЧНЫХ СТАТЕЙABSTRACTS ENGLISH-LANGUAGE ARTICLESИспользование композитных ГКР-подложек TiN-Ag@Ag для обнаружения ибупрофенаFabrication of Tin-Ag@Ag Composite Substrate with SERS Performance and Application in Ibuprofen DetectionZhengZ.ZhengZ.

Таншань, Хэбэй

Zhiheng Zheng

Tangshan, Hebei

ZhangF.ZhangF.

Таншань, Хэбэй

Fan Zhang

Tangshan, Hebei

LiuY.LiuY.

Таншань, Хэбэй

Yankun Liu

Tangshan, Hebei

WangZ.WangZ.

Таншань, Хэбэй

Zhiwu Wang

Tangshan, Hebei

PeiY.PeiY.

Таншань, Хэбэй

Yuan Pei

Tangshan, Hebei

WuZ.WuZ.

Таншань, Хэбэй

Zhengang Wu

Tangshan, Hebei

327775309@qq.comLiB.LiB.

Ланфанг, Хэбэй

Bo Li, Key Laboratory of Safety and Control Technology of Hazardous Chemicals in Hebei Province

Langfang, Hebei

libo@ncist.edu.cnWeiY.WeiY.

Таншань, Хэбэй

Yingna Wei

Tangshan, Hebei

ChenY.ChenY.

Таншань, Хэбэй

Ying Chen

Tangshan, Hebei

WeiH.WeiH.

Таншань, Хэбэй

Hengyong Wei

Tangshan, Hebei

LiJ.LiJ.

Таншань, Хэбэй

Jingwu Li

Tangshan, Hebei

Фармацевтический колледж Северо-Китайского университета науки и технологийCollege of Pharmacy, North China University of Science and TechnologyКолледж материаловедения и инженерии Северо-Китайского университета науки и технологийCollege of Material Science and Engineering, North China University of Science and TechnologyИнститут онкологии, Народная больница ТаншаняInstitute of Oncology, Tangshan People's HospitalСеверо-Китайский институт науки и технологийNorth China Institute of Science and TechnologyЦентр аналитических исследований Северо-Китайского университета науки и технологийAnalytical Testing Center, North China University of Science and Technology202402082024914610610Copyright © Zheng Z., Zhang F., Liu Y., Wang Z., Pei Y., Wu Z., Li B., Wei Y., Chen Y., Wei H., Li J., 20242024Zheng Z., Zhang F., Liu Y., Wang Z., Pei Y., Wu Z., Li B., Wei Y., Chen Y., Wei H., Li J.Zheng Z., Zhang F., Liu Y., Wang Z., Pei Y., Wu Z., Li B., Wei Y., Chen Y., Wei H., Li J.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1623

Композитные подложки TiN-Ag@Ag изготовлены методом аммиачно-восстановительного азотирования с последующим электрохимическим осаждением и охарактеризованы методами рентгеновской дифракции, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии, просвечивающей электронной микроскопии и спектрофотометрии в УФ-видимой области. ГКР-активность этих подложек оценена с использованием ибупрофена в качестве молекулызонда. Размер частиц Ag, полученных электрохимическим осаждением, составлял  ~1 мкм, а наночастицы Ag со средним размером 100 нм равномерно распределялись по поверхности пленок TiN-Ag. КР-сигнал ибупрофена значительно усиливался, минимальная детектируемая концентрация ибупрофена 10–5 М. Механизм усиления ГКР композитной подложки TiN-Ag@Ag проанализирован с помощью УФ-фотоэлектронной спектроскопии и теории функционала плотности, реализованной в программном обеспечении Gaussian. Перенос заряда и эффект локального электромагнитного поля в целом привели к усилению ГКР-сигнала ибупрофена.

TiN-Ag@Ag composite substrates were prepared via ammonia reduction nitridation followed by electrochemical deposition. Fabricated TiN-Ag@Ag substrates were characterized using X-ray diffraction, X-ray photoelectron spectroscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, and ultraviolet-visible spectrophotometry. The surface-enhanced Raman spectroscopy activity of these substrates was evaluated using ibuprofen as the probe molecule. The size of the Ag particles prepared via electrochemical deposition was approximately 1 µm, and Ag nanoparticles with an average particle size of 100 nm were uniformly distributed on the surface of TiN-Ag films. The Raman signal of ibuprofen was significantly enhanced, and the minimum detection concentration of ibuprofen was 10–5 M. The mechanism by which the TiN-Ag@Ag composite substrate enhanced the Raman signals was analyzed using ultraviolet photoelectron spectroscopy and density functional theory implemented in the Gaussian software. Overall, charge transfer and the local electromagnetic field effect enhanced the Raman signals of ibuprofen.

композитная подложка TiN-Ag@Agгигантское комбинационное рассеяние светаибупрофенTiN-Ag@Ag composite substratesurface-enhanced Raman scatteringibuprofenThe work was supported by Hebei Natural Science Foundation (No. H2022209066), Science and Technology Project of Hebei Education Department (No. JQN2022015), Hebei Key Laboratory of Hazardous Chemicals Safety and Control Technology (No. 20211204-5), and Tangshan Talent Funding Program (No. A202202013). We thank Liwen Bianji (Edanz) (www.liwenbianji.cn) for editing the language of a draft of this manuscript.ReferencesM. Mota, H. Waktola, Y. Nolvachai, P. Marriopt, TrAC Trends Anal. Chem., 138, No. 2, 116238–116251 (2021).M. Mota, H. Waktola, Y. Nolvachai, P. Marriopt, TrAC Trends Anal. Chem., 138, No. 2, 116238–116251 (2021).D. Harshit, K. Charmy, P. Nrupesh, J. Food Chem., 230, No. 9, 448–453 (2017).D. Harshit, K. Charmy, P. Nrupesh, J. Food Chem., 230, No. 9, 448–453 (2017).I. Domingguez, R. Gonzalez, F. J. Liebanas, J. L. Vidal, A. G. Frenich, J. Trends Environ. Anal. Chem., 9, 1–38 (2016).I. Domingguez, R. Gonzalez, F. J. Liebanas, J. L. Vidal, A. G. Frenich, J. Trends Environ. Anal. Chem., 9, 1–38 (2016).S. J. Bell, N. S. Sirimuthu, J. Am. Chem. Soc., 128, No. 49, 15580–15581 (2006).S. J. Bell, N. S. Sirimuthu, J. Am. Chem. Soc., 128, No. 49, 15580–15581 (2006).R. C. Ambrosio, A. Gewirth, J. Anal. Chem., 82, No. 4, 1305–1310 (2010).R. C. Ambrosio, A. Gewirth, J. Anal. Chem., 82, No. 4, 1305–1310 (2010).A. Roguska, A. Kudelski, M. Pisarek, M. Lewandowska, K. J. Kurzydlowski, M. Janik, J. Surf. Sci., 603, No.7, 2820–2824 (2009).A. Roguska, A. Kudelski, M. Pisarek, M. Lewandowska, K. J. Kurzydlowski, M. Janik, J. Surf. Sci., 603, No.7, 2820–2824 (2009).C. S. Levin, J. Kundu, B. G. Janesko, G. E. Scuseria, R. M. Raphael, N. J. Halas, J. Phys. Chem. B, 112, 14168–14175 (2008).C. S. Levin, J. Kundu, B. G. Janesko, G. E. Scuseria, R. M. Raphael, N. J. Halas, J. Phys. Chem. B, 112, 14168–14175 (2008).A. Ferchichi, F. Laariedh, I. Sow, C. Gourgon, J. Boussey, J. Microelectron. Eng., 140, No. 6, 52–55 (2015).A. Ferchichi, F. Laariedh, I. Sow, C. Gourgon, J. Boussey, J. Microelectron. Eng., 140, No. 6, 52–55 (2015).S. K. Ocal, S. Pekdemir, M. Serhatlioglu, H. Ipekci, E. Sahmetlioglu, I. Narin, F. Duman, C. Elbuken, G. Demirel, M. S. Onses, ACS Sustain. Chem. Eng., 7, 4315–4324 (2019).S. K. Ocal, S. Pekdemir, M. Serhatlioglu, H. Ipekci, E. Sahmetlioglu, I. Narin, F. Duman, C. Elbuken, G. Demirel, M. S. Onses, ACS Sustain. Chem. Eng., 7, 4315–4324 (2019).M. Souza, J. Otero, I. Lopez, Nanomaterials, 10, No. 12, 2339 (2020).M. Souza, J. Otero, I. Lopez, Nanomaterials, 10, No. 12, 2339 (2020).N. D. Yarantseva, V. N. Belyatsky, E. V. Shleiko, E. S. Osotskaya, J. Phys. Conf. Ser., 1866, 012007 (2021).N. D. Yarantseva, V. N. Belyatsky, E. V. Shleiko, E. S. Osotskaya, J. Phys. Conf. Ser., 1866, 012007 (2021).A. Ngamaroonchote, K. K. Orachai, Langmuir, 37, 7392−7404 (2021).A. Ngamaroonchote, K. K. Orachai, Langmuir, 37, 7392−7404 (2021).V. Burtsev, M. Erzina, O. Guselnikova, E. Miliutina, RSC Analyst, 146, No.11, 3686–3696 (2021).V. Burtsev, M. Erzina, O. Guselnikova, E. Miliutina, RSC Analyst, 146, No.11, 3686–3696 (2021).F. Farquharson, C. Shende, J. Newcomb, I. L. Petrakis, J. Arias. Molecules, 28, No. 5, 2010 (2023).F. Farquharson, C. Shende, J. Newcomb, I. L. Petrakis, J. Arias. Molecules, 28, No. 5, 2010 (2023).L. F. He, J. N. Huang, T. T. Xu, L. Chen, K. Zhang, S. Han, Y. He, S. T. Lee. J. Mater. Chem., 22, No. 4, 1370–1374 (2012).L. F. He, J. N. Huang, T. T. Xu, L. Chen, K. Zhang, S. Han, Y. He, S. T. Lee. J. Mater. Chem., 22, No. 4, 1370–1374 (2012).X. Li, J. Chen, L. Yang, Z. Jin, J. H. Liu, Adv. Funct. Mater., 20, No. 1, 2815–2824 (2010).X. Li, J. Chen, L. Yang, Z. Jin, J. H. Liu, Adv. Funct. Mater., 20, No. 1, 2815–2824 (2010).S. Ji, S. Kou, M. Wang, H. G. Qiu, X. G. Sun, J. J. Dou, Z. Yang, Appl. Surf. Sci., 489, No. 5, 1002–1009 (2019).S. Ji, S. Kou, M. Wang, H. G. Qiu, X. G. Sun, J. J. Dou, Z. Yang, Appl. Surf. Sci., 489, No. 5, 1002–1009 (2019).J. Dong, J. Huang, A. Wang, G. V. Biesold, X. N. Zhang, S. W. Gao, S. C. Wang, Y. K. Lai, Z. Q. Lin, Nano Energy, 71, No. 3, 104579 (2020).J. Dong, J. Huang, A. Wang, G. V. Biesold, X. N. Zhang, S. W. Gao, S. C. Wang, Y. K. Lai, Z. Q. Lin, Nano Energy, 71, No. 3, 104579 (2020).M. B. Cortie, J. Giddings, A. Dowd, J. Nanotechnol., 21, No. 11, 115201 (2020).M. B. Cortie, J. Giddings, A. Dowd, J. Nanotechnol., 21, No. 11, 115201 (2020).G. V. Naik, V. M. Shalae, A. Boltasseva, Adv. Mater., 25, No. 24, 3264–3294 (2012).G. V. Naik, V. M. Shalae, A. Boltasseva, Adv. Mater., 25, No. 24, 3264–3294 (2012).U. Guler, V. M. Shalae, A. Boltasseva, Mater. Today, 18, No. 4, 227–237 (2014).U. Guler, V. M. Shalae, A. Boltasseva, Mater. Today, 18, No. 4, 227–237 (2014).P. Patsalas, N. Kalfagiannis, S. Kassavetis, Materials, 8, No. 6, 3128–3154 (2015).P. Patsalas, N. Kalfagiannis, S. Kassavetis, Materials, 8, No. 6, 3128–3154 (2015).R. Ban, Y. Yu, M. Zhang, J. Yin, B. B. Yu, D. Y. Wu, M. Wu, Z. G. Zhang, H. L. Tai, J. Li, J. Y. Kang, ACS Appl. Mater. Interfaces, 9, 13564–13570 (2017).R. Ban, Y. Yu, M. Zhang, J. Yin, B. B. Yu, D. Y. Wu, M. Wu, Z. G. Zhang, H. L. Tai, J. Li, J. Y. Kang, ACS Appl. Mater. Interfaces, 9, 13564–13570 (2017).Y. Ma, D. Sikdar, A. Fedosyuk, L. Velleman, D. J. Klemme, S. H. Oh, A. R. Kucernak, A. A. Kornyshev, J. B. Edel, ACS Nano., 14, No. 1, 328–336 (2020).Y. Ma, D. Sikdar, A. Fedosyuk, L. Velleman, D. J. Klemme, S. H. Oh, A. R. Kucernak, A. A. Kornyshev, J. B. Edel, ACS Nano., 14, No. 1, 328–336 (2020).L. Wang, S. Wang, L. Mei, J. Sun, F. Shi, N. N. Zhang, R. Jiang, Part Syst. Charact., 38, No. 4, 2000321 (2020).L. Wang, S. Wang, L. Mei, J. Sun, F. Shi, N. N. Zhang, R. Jiang, Part Syst. Charact., 38, No. 4, 2000321 (2020).J. H. Zhao, J. Lin, H. Y. Wei, X. H. Li, W. J. Wang, G. N. Zhao, J. L. Bu, Y. Chen, Opt. Mater., 47, No. 4, 219–224 (2015).J. H. Zhao, J. Lin, H. Y. Wei, X. H. Li, W. J. Wang, G. N. Zhao, J. L. Bu, Y. Chen, Opt. Mater., 47, No. 4, 219–224 (2015).S. Jabeen, T. Dines, S. Leharne, B. Z. Chowdhry, Spectrochim. Acta A: Mol. and Biomolec. Spectrosc., 96, 972–985 (2012).S. Jabeen, T. Dines, S. Leharne, B. Z. Chowdhry, Spectrochim. Acta A: Mol. and Biomolec. Spectrosc., 96, 972–985 (2012).Y. Tong, P. Zhang, L. Dang, H. Y. Wei, Chem. Eng. Res. Design, 109, 249–257 (2016).Y. Tong, P. Zhang, L. Dang, H. Y. Wei, Chem. Eng. Res. Design, 109, 249–257 (2016).J. H. Zhao, J. Lin, W. J. Zhang, H. Y. Wei, Y. Chen, Opt. Mater., 39, No. 5, 97–102 (2015).J. H. Zhao, J. Lin, W. J. Zhang, H. Y. Wei, Y. Chen, Opt. Mater., 39, No. 5, 97–102 (2015).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.