Multikomponenten-Direktdetektion von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen durch oberflächenverstärkte Raman-Spektroskopie unter Verwendung von mit dem Viologen-Host Lucigenin funktionalisierten Silbernanopartikeln

Silbernanopartikel (NPs), die mit dem molekularen Assemblierer Bis-Akridinium-Dikation Lucigenin (LG) funktionalisiert sind, wurden als chemisches Sensorsystem verwendet, um eine Gruppe von polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAHs) in einem Multikomponenten-Gemisch mittels oberflächenverstärkter Raman-Streuung (SERS) zu detektieren. Die Effektivität dieses Systems wurde für eine Gruppe von PAHs mit unterschiedlichen Zahlen von fusionierten Benzenringen, nämlich Anthracen, Pyren, Triphenylen, Benzocphenanthren, Chrysene und Koronene, überprüft. Um die Wirtskapazität dieses Sensorsystems zu bestimmen, wurde die Selbstassemblierung des LG-Viologens auf einer metallischen Oberfläche überprüft, indem die SERS-Intensitäten der PAH-Bänder bei unterschiedlichen LG-Konzentrationen analysiert wurden. Die NP-LG-Analyt-Affinität wird aus der Analyse der PAH-Bandintensitäten bei unterschiedlichen Konzentrationen von Schadstoffen abgeleitet, die Adsorptionsisotherme jedes PAH auf NP-LG-Hohlräumen wurde untersucht und die entsprechenden Adsorptionskonstanzen wurden bewertet. Die Detection-Limits bei Spurenkonzentrationen werden durch das Vorhandensein ihrer charakteristischen Fingerabdruck-Schwingungsbänder bestätigt. Die SERS-Spektren von PAH-Gemischen bestätigen, dass das LG-Viologen-Dikation eine höhere analytische Selektivität zu PAHs zeigt, die aus vier fusionierten Benzenringen bestehen, hauptsächlich Pyren und Benzocphenanthren, was mit ihrer höheren Affinität übereinstimmt, die auch mit ihrer besseren Passform in die intermolekularen LG-Hohlräume zusammenhängt. Zusammenfassend sind die SERS-Spektren, die auf modifizierten NP-LG-Oberflächen aufgezeichnet wurden, ein leistungsstarkes chemisches Werkzeug zur Detektion organischer Schadstoffe.