用 Au 纳米粒子定制的二氧化硅硅藻壳可以对用于生物、安全和环境应用的分子进行灵敏分析

背景

硅藻是地球上大量存在的单细胞藻类，超过 10 万种，分布在水生（海洋、湖泊、河流）和半水生（湿地和土壤）生态位中。据估计，它们对海洋中有机物质总含量的 40-50% 以及在生物圈中将二氧化碳转化为有机化合物（即光合作用）的约 20% 做出贡献 [1,2,3]。

硅藻受到功能性二氧化硅壳（硅藻壳）的保护，该壳具有复杂的微米级结构和不同物种的孔径。由于其微观结构，硅藻壳的比强度值高达 ~ 1700 kN m/kg，远高于其他天然细胞、复合材料和丝材料，包括蜘蛛丝 (1000 kN m/kg) [4,5, 6,7]。此外，由于在硅藻壳表面排列的孔格的规则性和对称性，通常硅藻框架表现出自然的光学特性，并揭示光会聚、聚集和捕获效应，这取决于孔的几何形状和拓扑结构、波长和阀门方向 [8,9,10,11,12]。

因此，硅藻是天然的（与人工相反）、丰富、低成本且易于获得的三维微米或纳米级结构，它们的生产不需要传统的纳米制造技术，并且，鉴于它们的规模、形态、及其特性，显示出用作微型传感器、药物输送胶囊和其他微型设备的潜力 [2, 13, 14]。尽管如此，尽管有这个希望，但硅藻在纳米技术中的应用相对较少 [15,16,17]，这可能是因为，虽然硅藻壳代表了许多结构所需的支撑，但需要进一步的功能化（修改）来为这些结构提供正确的功能。

在这信 ，我们展示了一种用金纳米粒子功能化二氧化硅硅藻壳的方法。这导致在分层设计中具有多个尺度的设备。每个壳都是一个二氧化硅圆柱体，平均直径d ~ 8 μm 和高度 h ~ 10 μm（图 1a 和附加文件 1）。壳表面包含密集的孔隙图案，这些孔隙形状近似圆形，其大小在狭窄的区间 p 内变化 s =200 ± 40 nm（图 1b、c）。然后金纳米粒子均匀地分布在壳的外表面上，粒子的平均直径为Au − np s ~20 nm 和平均值附近的小偏差（图 1b、c）。由于硅藻壳来自硅藻土，这是一种低成本、理论上无限的硅藻土来源（附加文件 2），因此该方法可在短时间内产生大量纳米器件（图 1d、e）。 <图片>

艺术家对二氧化硅硅藻壳的印象，呈现为平均直径为 d 的微米圆柱体 ~8 μm 且高度大于 h> 10 μm，孔阵列装饰硅藻的外表面 (a ）。在低 (b ) 和高 (c ) 放大倍数。从这些中，可以观察到渗透到硅藻表面的孔的规则图案，金纳米颗粒装饰有随机分布的金纳米颗粒，孔径约为 200 纳米，粒径约为 20 纳米。大视场扫描电镜 (d ) 和光学 (e ) D24 系统的图像评估了生产大量微型器件的功能化过程能力。与荧光 50 nm 黄色微球孵育后 D24 系统的荧光显微镜检查揭示了设备的选择性、特异性和灵敏度 (f )

该设备集成了不同的秤。 (i) 外壳的亚毫米尺寸允许系统操作、处理和访问。 (ii) 微米级的孔可以进行分子收集、选择和（在设备的更复杂的进化中）碎片化。 (iii) Au-NPs 的纳米尺寸能够控制和放大外部电磁 (EM) 辐射。因此，分层多尺度结构允许从溶液中提取特定的分析分子目标，并使用表面增强拉曼光谱 (SERS) 对它们进行表征，即使在非常低的丰度范围内也是如此。与荧光 50 nm 微球（Fluoresbrite® Yellow Green Microspheres-Additional file 3）一起孵育，随后的荧光分析表明设备定位、选择性、特异性以及没有来自背景的信号（噪声）（图 1f）。

结果

Au–NPs 的功能化

用食人鱼溶液清洗硅藻土 (DE) 以去除有机残留物。然后将样品在稀释的 2% 氢氟酸 (HF) 溶液中保持 120 秒，以去除小碎片、使硅藻表面粗糙并促进 Au 成核。然后使用光沉积工艺用 Au-NPs 装饰样品。将贝壳悬浮在含有 0.1% 氯金酸 (HAuCl4) 异丙醇溶液的去离子水中，并用 UVA/UVB 欧司朗 Ultra Vitalux 灯照射。辐照时间、溶液中硅藻壳的浓度和氯金酸的量在显着时间间隔内变化，以产生不同的纳米颗粒形态。对于目前的配置，我们在 50 毫升溶剂中使用了 20 毫克壳，每 5 分钟及时注射 30 微升氯金酸，总持续时间为 1 小时。请注意，该方法并不意味着在化学沉积中将金离子电化学还原为金属金 [18, 19]。在下文中，我们将用缩写 D24 表示 Au-NPs 功能化的硅藻壳。 X 射线光电子能谱 (XPS) 用于表征 D24 系统。使用功率 P 获得高分辨率 XPS 光谱 =100 W，光束能量 e =11.7 keV，分辨率 δe =0.1 eV，t的累积时间 =最少 20 分钟。光谱中的峰参考结合能为 284.8 ev 的碳峰 C1s。在图 2 中，我们报告了功能化前后系统的 XPS 光谱。我们观察到，在功能化后，D24 系统显示出金属金（结合能为 84 ev 的核心带 Au4f5），以及与 Au4d3 (353 eV)、Au4d5 (334 eV)、Au5d3 (6 eV) 相关的价带痕迹）。我们还观察到钠（Na1s，1071 eV 和俄歇峰在 497 eV）和硅（Si2s，2p 在 150 和 97 eV）的痕迹，这归因于用于纳米颗粒液滴沉积的基材中的污染物。光谱中碳 (C1s) 的存在是巧合，与制造过程无关，它是由大气中含有的正常水平的碳自发吸附到硅藻表面的结果。所提出的纳米粒子合成方法能够在硅藻的外表面和孔内形成纳米粒子。附加文件 1 中提供的附加扫描电子显微镜 (SEM) 图像表明金纳米颗粒沉积在硅藻孔隙基质深处。因此，虽然多孔基质中的孔允许分析物螯合、固定和保留，但金纳米颗粒阵列可实现 SERS 效应并检测极低丰度范围内的分析物。这些效果是紧密交织在一起的。

金纳米粒子功能化前（下图）和后（上图）二氧化硅硅藻壳的XPS光谱

模拟 D24/Au–NP 周围的电磁场

我们使用计算机模拟和有限元分析 (FEA) 来评估 D24 系统中金纳米粒子阵列周围的电磁场（方法和附加文件 4）。由于硅藻中的孔图案显示出类似于光子晶体的六边形对称性（图 3a），我们使用数值方案来评估用均匀分布的 Au 纳米粒子装饰的类似几何形状是否可以局部增强 EM 信号。从真实的 SEM 图像中再现了模拟的孔隙图案（图 3b）。每个孔周围和孔之间最多放置 125 个颗粒（图 3b）。我们用中心波长 λ 的 TM 线偏振平面波近似入射电磁场 =633 nm，功率 P 公司 =1 W，以及相关的功率密度 I =2.5 × 10 ⁸ 宽/厘米 ² .在模拟中，硅藻壳由折射率 n 的电介质描述 D24 =1.3，周围介质和孔隙被认为是空气，n air =1. 使用 Rakic 及其同事 [20] 的公式对 Au-NP 进行建模。结果表明（图3c）系统放大的电磁场在感兴趣的体积中分布不均匀，电磁场优先集中在金纳米颗粒周围，强度高达|E|~3 × 10 ⁸ V/m，以及相关的增强因子 Q~10 ² 如果我们考虑电磁场和 Q~10 ⁸ 如果我们考虑表面增强拉曼光谱 (SERS) 效应。 （在这种情况下，增强与局部电场幅度的四次方成正比 [21]）。由于在实际应用中硅藻表面可能相对于外部辐射随机取向，因此分析 |E| 的行为有一定的意义。作为硅藻表面法线与传播的 TM 波形成的方向 θ 的函数（图 3e）。在 θ =0 − 70 ^° 间隔，|E|在~1.5 × 10 ⁸ 之间振荡 V/m =|E|min 在 θ =20 ^° 和~4 × 10 ⁸ V/m =|E|max 在 θ =50 ^° .因此，电磁场的强度受到 D24 系统在表面上放置以进行连续分析和检查的方式的严重影响。但是请注意，即使在最差的配置中，|E|min 的计算值也足够大，可以对与 EM 场传播相关的信号进行稳健且灵敏的分析。

硅藻表面六方孔的 SEM 图像再现了光子晶体 (a ）。在数值有限元分析 (FEA) 工具箱 (b ）。模拟的输出是金纳米粒子聚集体周围的电磁场和电磁场增强，最大电磁场接近~3 10 ⁸ V/m (c ）。 EM 分布显示了相对于外部入射辐射 (d ）。在显着间隔内改变外部辐射与孔隙表面法线之间的入射角，我们发现最大电磁场强度在 ~1.5 10 ⁸ 之间振荡 和 ~4 10 ⁸ V/m (e )

图 3a-c 中的 FEM 分析模拟了简化的 2D 平面几何形状中的 EM 场 - 对于这种配置，EM 场围绕外部硅藻表面上的 Au 纳米粒子演变。然而，在图 3d 的三维方案和附加文件 4 中提供的其他图像中，金纳米粒子沿孔的内表面分布。该方案更类似于真实的物理原型，表明 D24 设备吸附的分析物可能与 EM 场相互作用——并被检测到——对于任何孔/分析物相互定位。因此，即使 SERS 是短程效应，并且 EM 场以距金纳米粒子距离的 3 次幂衰减 [22]，分析物收集和分析物/孔共定位仍可确保设备的传感能力。进一步为此，我们展示了分析物在孔中的定位，并通过加载了黄绿色 50 nm 纳米球的 D24 系统的额外高放大倍数荧光图像（附加文件 3）。荧光信号和 D24 硅藻装置之间的空间重叠以及微乎其微的背景信号表明分析物摄取非常有效，没有残留或残留极少。

解决方案中BSA的SERS分析

在这里，我们评估了 D24 设备在生物系统中作为分子收集剂和传感设备运行的能力。我们在含有牛血清白蛋白 (BSA) 的 10 ⁻¹⁶ M 浓度，1 毫升溶液中相对丰度为 1 毫克 D24 装置。渗透到硅藻中的复杂开口网络代表了一种过滤器，可以吸收流体动力学直径小于孔径的分子。考虑到，对于目前的配置，平均孔径接近 200 nm，特征长度大小为 ~ 6 nm [21] 的 BSA 蛋白很容易在孔基质中积聚。孵育 10 分钟后，通过沉降从初始溶液中分离和提取 D24 系统。将含有 BSA 的 D24 器件放置在 Renishaw inVia 显微拉曼显微镜的载物台上进行分析。

图 4a 报告了 D24 胶囊 (i)、纯 BSA (ii)、BSA + 非功能化硅藻壳 (iii) 和 BSA + D24 系统 (iv) 的测量拉曼光谱。请注意，在最后一个配置中，系统会产生 SERS 效应。在表 1, 我们报告了在具有 (iii) 和不具有 (ii) SERS 效应的系统中测量的峰的直接比较和暂定分配。虽然在简单的硅藻壳中仍可检测到 BSA，但 D24 系统中的 Au 纳米颗粒突出显示了 1392 cm ^-1 处 BSA 芳香成分的存在 并且在 1556-1576 cm ⁻¹ 乐队。 1670 cm ⁻¹ 处的峰值 表明样品中存在酰胺 I，进而表明 β - 片状构造可见 SERS。简单微拉曼对应的峰位于 1658 cm ⁻¹ ，这不同地表明 α -螺旋结构。同时，在 1392 cm ⁻¹ 处的 COO-对称拉伸的相关增强 表明与硅藻/金表面的强静电相互作用 [23]。在中心频率 f 下对有限区域内的样品进行 SERS 矩阵扫描 =1576 cm ⁻¹ 评估测量的可修复性、可靠性和敏感性（图 4b）。两种不同配置的 SERS 信号光栅图（图 4c、d）表明系统能够在极低的丰度范围内重建跨壳的 BSA 含量的空间分布。在之前报道的实验中 [24]，我们研究了由 EM 放大和等离子体激元引起的局部加热。虽然我们观察到与衬底上的纳米光子器件相关的相关和位点选择性温度增量，温度的绝对值高达 ~ 400 K，但与这些增量相关的激光功率应设置在 10 mW 范围内，即，比激光功率强度高两个数量级P =0.18 mW 用于电流测量。因此，在这种情况下，忽略了人工加热效应和蛋白质可能的构象变化。 β的构象变化和相对含量的变化 - 蛋白质中的片层被外部施加的温度场激活，从 ~ 340 K [25] 开始。

纯BSA、二氧化硅壳吸附BSA和D24体系吸附BSA的拉曼光谱，后两个实验中BSA的初始浓度为10 ^-16 (a ）。与 BSA 孵育后 D24 系统的光学显微镜检查 (b );在单个 D24 系统上获得的 BSA 拉曼图 (c , d )

矿物油的 SERS 分析

D24 设备已在越来越低的稀释系数下对矿物油进行分析和检测。矿物油是石油蒸馏生产汽油的副产品。它包含高级烷烃与这种矿物油的石蜡的轻质混合物，范围从大约 C 18 到 C 40：它大致对应于制造润滑油或液压油的基础油的组成 [26]。在最近的评论 [26] 中，建议将暴露于矿物油的水平降低到低于 ~ 50 毫克/千克，即 50 ppm。因此，矿物油 (m.o.) 和相关产品的分析对环境污染和食品安全很重要。 m.o 按照之前 BSA 分析中描述的方法使用拉曼光谱进行检测。

图 5a 显示了相对于唯一 D24 胶囊 (i) 相对于唯一 m.o. 的测量拉曼光谱。 (ii) 和 m.o. 的乳液和不同浓度的去离子水 (iii)。二氧化硅是 D24 系统 (i) 的主要成分。在考虑的频率范围 600–3200 cm ⁻¹ ，我们在 950 cm ⁻¹ 波段观察到拉曼峰 ，与硅的二阶散射相关，在 2130 cm ^-1 波段 , 与 -SiH2 拉伸相关 [27]。 m.o. 光谱 (ii) 的特征在于 1450 cm ^-1 处的峰值 ，指示 CH2 剪刀振动，以及 2850–2923 cm ^-1 的峰值 区域，归因于 CH 拉伸 [28]。用 m.o. 吸附后相对于 D24 的拉曼光谱在 0.05 至 200 μl/ml 的不同浓度下，m.o.乳剂中的 1450 和 2850–2923 cm ^-1 . m.o. 的含量越高。在乳液中，这些频率范围内的拉曼峰越高。值得注意的是，D24 分析对 m.o. 敏感。稀释低至 0.050 μl/ml ≡ 50 ppm，（m. o. :DI 水），这是阈值限值，高于此值可能会增加安全性、毒性或污染问题。 m.o.的拉曼图在 D24 表面上测量 10 μl/ml 的稀释度，并在图 5b 的插图中报告。地图是在中心频率 f 计算的 =1450 cm ⁻¹ （图 5c）和 f =2900 cm ⁻¹ （图5d）。在所有情况下，拉曼强度与 m.o. 的含量成正比。在硅藻壳中，以及 m.o.以亚微米分辨率重建剖面。

D24 系统、纯矿物油和被 D24 系统吸附的矿物油在越来越低的浓度下的拉曼光谱 (a ）。矿物油孵育和沉淀后 D24 系统的光学图像 (b ）。在 f 获得的 D24 微型设备吸附矿物油的拉曼图 =1450 cm ⁻¹ (c ) 和 f =2900 cm ⁻¹ (d )

讨论

所描述的方案允许分析物捕获、定位、隔离和检测。被多孔 D24 硅藻吸附的分析物可以很容易地收集、处理、分离和分装到样品中。每个样品由 (i) 负载有 (ii) 特定分析物的功能化硅藻构成。因此，样品是分析物和检测它所需的设备的组合。不同的等分试样可以使用简单的拉曼设置进行处理，储存以备将来分析，也许可以长时间保存在冰箱或冰柜中。因此，D24 系统是一种混合设备，它与想要分析的目标分子共生。虽然传统的 SERS 基材或金属纳米颗粒迄今已被单独使用，并且 SERS 基材与分析物之间的相互作用间歇性发生并且通常在测量时受到限制，但 D24 系统将传感器和目标分子集成在一个多功能、易于管理和便携的个人设备。此外，与传统的 SERS 基材不同，D24 系统足够小，可以充当示踪剂。在微循环回路中释放，D24 系统将通过活组织的动脉、小动脉和微血管运输，与血液和细胞废物相互作用，内化分析物、肽和生物标志物，并对空间和生物分子进行分析。时间分辨率。反过来，生物分子的分析图可能与患者的个体癌症风险、病理风险或生理状态相关，以支持医疗决策和计划干预。

请注意，使用硅藻作为微胶囊进行传感的想法并不是全新的。然而，之前报道的作品在某种程度上偏离了我们的分析，这取决于个人贡献，如后续部分所述。

在参考文献 [29] 中，Ren 及其同事使用模拟来探索由涂覆在硅藻骨架壳表面的等离子体纳米粒子产生的电场增强。然后，他们通过在硅藻表面组装银纳米粒子来制备 SERS 基底。虽然类似的设备实现了出色的传感增强因子，但硅藻被固定在基质上，并且不能在微循环中、生物流体或溶液、生物隔室、渡槽、通道、海水、洋流和洋流中自由给药，用于生物或技术应用程序。

在参考文献 [30] 中，Chen 及其同事将 Au 纳米颗粒包被的硅藻土压制成坚硬的纽扣状毫米片。然后，他们使用这些 SERS 平板设备分析了潜指纹中外分泌汗液的化学成分，这是该设备在医学上的一个辉煌的、非常实际的应用。然而，它是具体的，分析仍然是在宏观层面上进行的。

在参考文献 [31] 中，由 Luca De Stefano 领导的小组使用化学沉积用 Au 纳米粒子功能化硅藻壳。然后，他们使用对巯基苯胺 (pMA) 测试了该设备。 pMA 可以在金属表面形成自组装单分子层，因此在 SERS 中用作表面探针分子。无电沉积是一种在自催化表面上合成金纳米粒子的评估技术，可以对粒子的大小和密度进行高度控制 [18, 19, 32]。与这种方法不同的是，我们在这里使用了一种光沉积过程，与化学沉积相比，该过程更直接、更快，并且不需要或只需要最少的样品处理。尽管如此，De Stefano 提出的方法很有前景，值得在生物或环境应用中进一步验证。

结论

我们开发了修改经济、易于获取和丰富的硅藻土的方法，以获得微型传感器设备，其中硅藻壳的孔具有捕获溶液中分子的能力，金纳米粒子放大几个数量级的光谱信号以揭示否则无法达到的低丰度范围内的分子。我们展示了类似的 D24 设备，用于分析溶液中的生物 BSA 蛋白，以及用于检测与水混合的二元乳液中的痕量矿物油。在这两种情况下，我们都揭示了低至 10 ^-16 的低稀释度的目标分子 BSA 为 M，矿物油为 50 ppm。这些设备可用于分析化学、生物风险监测和评估、食品安全、污染物监测以及海水、渡槽和饮用水监测。

方法

样品的扫描电子显微镜

用 Au 纳米粒子（D24 系统）功能化的二氧化硅壳直接分散在碳胶带上，用于扫描电子显微镜（SEM）成像。使用配备 InLens 二次电子探测器的蔡司 Auriga Compact FE-SEM 对样品进行成像，用于形态学成像，使用环形背散射探测器进行 Z 对比成像（以突出 Au 的存在）。

本研究中使用的硅藻土特性

本研究中使用的硅藻材料是由 Perma-Guard（Perma-Guard Europe Sollaris Sp. z o.o.，Otwock，波兰）提供的食品级优质硅藻土，作为 Fossil Shell Flour® 的 1 公斤免费样品。目前的市场价格为每 1 公斤 ~ 16 欧元。它由已灭绝的淡水硅藻 Melosira preicelanica 的圆柱形壳组成。其主要成分是无定形二氧化硅（高达 94%），其次是蒙脱石（~ 3%）、高岭石（~ 2%）、长石（~ 1%）、方解石（> 1%）和石英（> 1%） .在低速锤磨机中进行研磨以使粒度均匀。 Fossil Shell Flour® 的主要特性（包括物理和光学特性）是中值粒径：10 μm，筛网残留：2%；折射率：1.43；吸油率：120%；亮度（绿色滤镜）：85；比重：2.2；表面积：44.2 m ² /G; pH值：8.0；孔隙总体积：0.132 cm ³ /G;微孔 (<20 Å)：14%；中孔 (20–500 Å)：65%。

D24 系统的荧光分析

D24 系统与直径为 50 nm 的 Fluoresbrite® Yellow Green Microspheres 一起孵育 10 分钟，比率为 D24 :荧光颗粒 =1 :10。然后，我们从溶液中收集 D24 系统并将它们放置在光学载物台上倒置 Leica TCS-SP2® 激光扫描共聚焦显微镜系统。所有测量均使用 ArUv 激光进行。针孔 (80 μm) 和激光功率 (80% 功率) 在每个实验中都保持不变。使用 λ 激发黄色荧光（类似于 FITC） 1 =441 nm 激发线和共焦图像是在最大发射 λ 处收集的 2 =485 nm 使用 × 10/20 物镜。在 975 × 750 μm ² 的感兴趣区域上采集图像 并在 4 行和 10 帧上进行平均，以提高质量并减少噪音。图像被数字化为1280 × 960像素。

样品的 X 射线光电子能谱分析

X 射线光电子能谱通过大面积分析模式记录在 X 射线光电子能谱 (XPS) Versa Probe II (PHI, Chanassen US) 上，其中 100 μm、100 W 功率、垂直于表面，在 1400 × 300 μm ² 的区域上被光栅化 分析仪与样品表面成 45°。调查光谱是在高通能量 (187 keV) 下以至少 20 分钟的累积时间获得的，而感兴趣元素的高分辨率光谱是在 11.7 keV 下以相同的功率和 0.1 eV 的分辨率获得的。通过 Multipack（PHI，Chanassen USA）软件分析光谱，所有峰均参考结合能为 284.8 eV 的不定碳峰 C1s。

模拟 D24 系统内的电磁场

为了对整个装饰结构的电场分布进行数值计算，我们使用商业软件 COMSOL Multiphysics 5.3 开发了一种有限元法 (FEM) 3D 模型。模拟已在单个立方晶胞上进行，其中 125 个粒子已放置在图案化介电表面的表面上。研究了作为电磁场入射角的函数的整体光学响应，该入射角近似为 TM 线性偏振平面波（附加文件 4）。通过在垂直于入射平面的晶胞侧面应用 Floquet 边界条件来考虑系统的周期性；随后，结果已定期扩展以可视化硅藻阵列（附加文件 4）。 λ 的波长 =633.0 nm 被设置。任意选择入射辐射功率为P 公司 =1 W，晶胞面积等于 3.9 × 10 ⁻¹³  m ² and the resulting intensity is I  = 2.5 × 10 ⁻⁸ 宽/厘米 ² (notice that intensity dependant non-linearity is here neglected). Regarding the materials, the diatom was optically described as a dielectric with refractive index n diatom = 1.3, whereas the surrounding environment is air with n air = 1. Gold nanoparticles, modeled as perfect spheres with a diameter d  = 20 nm, were modeled following the dielectric formulation reported in [20]. The geometrical domain has been discretized using tetrahedral elements. Maximum size of the mesh element has been chosen as 1/5 of the effective wavelength value that had to be resolved in each domain, depending on its refractive index. The minimum mesh element was set to r /1.5, r  = 10 nm is the radius of each nano-sphere. Maxwell equations have been numerically solved within the unit cell by placing perfectly matched layers at the top and the bottom of the structure, in order to avoid unphysical reflections at the boundaries of the domain. In addition, the electromagnetic field symmetry has been exploited to reduce the computational effort of the simulation. As a result, equations are solved for a half of a diatom only, and perfect magnetic conductor boundary conditions have been imposed to the lateral sides of the unit cell, parallel to the plane of incidence, coherently with the polarization of the incident field.

Raman Analysis of Samples

D24 devices containing BSA were positioned on the stage of a Renishaw inVia micro-Raman microscope for analysis. Samples were analyzed using × 20/50 objectives of a Leica microscope. Raman spectra were excited by the 633.0 nm line of an HeNe laser in backscattering geometry and acquired with a CCD with 1024 × 1024 pixels. Laser power was adjusted as 0.18 mW and maintained constant throughout the whole measurements. Interferograms were recorded with an integration time of 20 s. Each spectrum was base line corrected with a second degree polynomial function. Raman maps were performed with a step size of 400 and 600 nm in the x 和 y axes direction.

缩写

BSA:

Bovine serum albumin

D24 systems:

Silicon dioxide diatom shells functionalized with gold nanoparticles

DE：

Diatomaceous earth

MO：

Mineral oil

SERS:

Surface-enhanced Raman spectroscopy