KeywordsArsenic (As3+)ColorimetricS

KeywordsArsenic (As3+)ColorimetricSurface-enhanced Raman spectroscopy (SERS)Gold nanoparticles (AuNPs)1. IntroductionArsenic (As3+) contamination in drinking water has attracted considerable attention [1]. The highly As3+ intake would increase the risks of cancer in the skin, lungs, bladder, diabetes and kidney diseases [2]. The arsenic levels in groundwater recommend by the World Health Organization (WHO) is less than 10 ppb [3]. Up to now, different detection techniques for As3+ have been developed, including atomic fluorescence spectrometry (AFS) [4], atomic absorption spectroscopy (AAS) [5], electrochemical method [6], mass spectrometry (MS) [7], and fluorimetry [8]. However, these methods are associated with the shortcoming of lengthy protocols, complex steps, and costly instrumentation [9]. Hence, it is still imperative for development of simple, rapid and sensitive methods to detect As3+ ion.In recent decades, the colorimetric based on functionalized metal nanoparticles has been the mainstay for detection of As3+ due to its simplicity, visualization and low-cost [10], including lauryl sulfate functionalized AuNPs [11], ranolazine functionalized copper nanoparticles [12], polyethylene glycol functionalized AuNPs [13], and PEG functionalized silver nanoparticles [14], and so on. However, the colorimetric detection is easy to be interfered by the colors of samples and the detection limit of colorimetric is sometimes not satisfied [15].To compensate for the shortcomings of colorimetric, a dual-mode sensing system combining colorimetric and surface-enhanced Raman scattering (SERS) have been constructed [16], [17], [18], [19], which has several distinct advantages. First, SERS can provide a fingerprint signal of analyses, which supports the achievement of an unprecedented detection limitation [20], [21], [22]. Second, the combination of colorimetric and SERS into one detection system can ensure highly efficacious and sensitive screening of numerous samples [23,24]. Third, a dual-mode sensing system can provide more than one output signal at the same time, making the detection results more convincing [25,26].In our assays, we proposed a strategy for colorimetric/SERS dual-mode sensing of As3+ based on glutathione functionalized gold nanoparticles (GSH/AuNPs). The presence of As3+ could induce aggregation of AuNPs, giving rise to wine red-to-blue color change. Meanwhile, the aggregated AuNPs could provide abundant hot spots to serve as an excellent substrate for SERS detection with the help of R6G probe. This dual-mode sensing system combines the advantages of both colorimetric and SERS methods, which would have practical potential application for rapid detection of As3+.

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关键词 砷（As3 +） 比色 表面增强拉曼光谱（SERS） 金纳米颗粒（AuNPs） 1.简介 饮用水中的砷（As3 +）污染引起了广泛关注[1]。大量摄入As3 +会增加皮肤，肺部，膀胱，糖尿病和肾脏疾病中癌症的风险[2]。世界卫生组织（WHO）建议的地下水中砷含量应低于10 ppb [3]。到目前为止，已经开发出了多种As3 +检测技术，包括原子荧光光谱（AFS）[4]，原子吸收光谱（AAS）[5]，电化学方法[6]，质谱（MS）[7]和荧光法[8]。但是，这些方法与冗长的协议，复杂的步骤和昂贵的仪器[9]的缺点有关。因此，开发简单，快速和灵敏的检测As3 +离子的方法仍然势在必行。 近几十年来，基于功能化金属纳米粒子的比色法由于其简单，可视化和低成本[10]成为检测As3 +的主要手段，包括十二烷基硫酸盐化AuNPs [11]，雷诺嗪功能化铜纳米粒子[12]聚乙二醇官能化的AuNPs [13]和PEG官能化的银纳米颗粒[14]等。但是，比色检测很容易受到样品颜色的干扰，有时不满足比色的检测极限[15]。 为了弥补比色法的缺点，已构建了一种将比色法和表面增强拉曼散射（SERS）结合起来的双模传感系统[16]，[17]，[18]，[19]，它具有几个明显的优点。首先，SERS可以提供分析的指纹信号，这支持实现前所未有的检测限制[20]，[21]，[22]。其次，将比色法和SERS结合到一个检测系统中，可以确保对大量样品进行高效，灵敏的筛查[23,24]。第三，双模传感系统可以同时提供多个输出信号，从而使检测结果更具说服力[25,26]。 在我们的测定中，我们提出了一种基于谷胱甘肽功能化的金纳米粒子（GSH / AuNPs）的As3 +比色/ SERS双模传感策略。As3 +的存在可以诱导AuNPs聚集，从而引起酒红色到蓝色的变化。同时，聚集的AuNPs可以提供丰富的热点，并借助R6G探针作为SERS检测的优良底物。这种双模式传感系统结合了比色法和SERS方法的优点，这对于快速检测As3 +具有实际的潜在应用价值。

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关键字 砷（As3+） 色度 表面增强拉曼光谱（SERS） 金纳米粒子（奥恩普斯） 1. 介绍 饮用水中的砷（As3+）污染已引起相当大的关注[1]。高度 As3+ 摄入量会增加皮肤、肺、膀胱、糖尿病和肾脏疾病患癌症的风险[2]。世界卫生组织（世卫组织）建议地下水中的砷含量低于10ppb[3]。到目前为止，AS3+ 的检测技术已经发展出来，包括原子荧光光谱学（AFS） [4]、原子吸收光谱（AAS） [5]、电化学方法 [6]、质谱（MS） [7]和荧光测量 [8]。但是，这些方法与冗长的协议、复杂的步骤和昂贵的检测 [9] 的缺点相关。因此，开发简单、快速和敏感的方法来检测 As3+ 离子仍然势在必行。 近几十年来，基于功能化金属纳米粒子的色度学由于其简单性，一直是发现 As3+ 的支柱，可视化和低成本 [10]，包括硫酸桂花功能化的奥尼普 [11]，拉诺拉辛功能化铜纳米粒子 [12]，聚乙烯二醇功能化的奥恩普斯 [13]，和 PEG 功能化银纳米粒子 [14]，等等。然而，色度检测很容易被样品的颜色干扰，色度检测极限有时不能满足[15]。 为了弥补色度测量的不足，构建了一个结合了色度和表面增强拉曼散射（SERS）的双模传感系统[16]、[17]、[18]、[19]，具有若干明显的优点。首先，SERS 可以提供分析的指纹信号，支持实现前所未有的检测限制 [20]、[21]、[22]。其次，将色度和SERS组合成一个检测系统可以确保对众多样品进行高效和灵敏的筛选[23，24]。第三，双模传感系统可同时提供多个输出信号，使检测结果更具说服力[25，26]。 在我们的测定中，我们提出了基于谷胱甘肽功能化金纳米粒子（GSH/ONPs）的 As3+ 色度/SERS双模传感策略。As3+ 的存在可以诱发在线普的聚合，导致葡萄酒红到蓝的颜色变化。同时，聚合的AUNPs在R6G探头的帮助下，可提供丰富的热点，作为SERS检测的优秀基板。这种双模传感系统结合了色度和SERS方法的优点，在快速检测S3+方面具有实际的潜在应用。

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关键词 砷（As3+） 比色法 表面增强拉曼光谱 金纳米粒子（AuNPs） 1介绍 饮用水中砷（As3+）污染已引起广泛关注[1]。大量摄入As3+会增加皮肤、肺、膀胱、糖尿病和肾脏疾病的风险[2]。世界卫生组织（WHO）推荐的地下水砷含量低于10 ppb[3]。到目前为止，人们已经开发了不同的检测方法，包括原子荧光光谱法（AFS）[4]、原子吸收光谱法（AAS）[5]、电化学方法[6]、质谱法（MS）[7]和荧光法[8]。然而，这些方法与冗长的协议、复杂的步骤和昂贵的仪器的缺点相关[9]。因此，开发简单、快速、灵敏的As3+离子检测方法仍然是当务之急。 近几十年来，基于功能化金属纳米粒子的比色法因其简单、直观和低成本而成为检测As3+的主要方法[10]，包括十二烷基硫酸盐官能化AuNPs[11]、雷诺嗪官能化铜纳米粒子[12]、聚乙二醇官能化AuNPs[13]，PEG功能化银纳米粒子[14]，等等。然而，比色法检测容易受到样品颜色的干扰，有时不能满足比色法的检测限[15]。 为了弥补比色法的不足，建立了一种结合比色法和表面增强拉曼散射（SERS）的双模传感系统[16]、[17]、[18]、[19]，该系统具有几个明显的优点。首先，SERS可以提供分析的指纹信号，这支持实现前所未有的检测限制[20]、[21]、[22]。第二，将比色法和SERS结合到一个检测系统中，可以确保对大量样本进行高效、灵敏的筛选[23,24]。第三，双模传感系统可同时提供多个输出信号，使检测结果更具说服力[25,26]。 在我们的实验中，我们提出了一种基于谷胱甘肽功能化金纳米粒子（GSH/AuNPs）的比色/SERS双模传感策略。As3+的存在可以诱导AuNPs的聚集，引起葡萄酒红到蓝的颜色变化。同时，聚集的AuNPs可以提供丰富的热点，作为一种优良的SERS检测底物。这种双模传感系统结合了比色法和SERS法的优点，在As3+的快速检测方面具有潜在的应用前景。

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