汞离子（Hg²⁺）被认为是最常见的一种剧毒重金属污染物，水体中极低的汞离子浓度即可对人体造成极为严重健康问题。因此，开发出一种快速高效灵敏的检测Hg²⁺的方法显得十分重要。表面增强拉曼散射(SERS)因为其高灵敏性，以及对化学结构的指纹识别等优点受到研究者的普遍关注。使用SERS基底用于Hg²⁺的检测已有报道，然而，这些报道仍然面临检测极限低，检测效率差等缺点。所以，获得快速高效和超灵敏性的SERS基底用于Hg²⁺的检测变得尤为迫切。

最近，肖湘衡教授课题组利用金纳米八面体构筑的微球传感器用于Hg²⁺污染的水超灵敏线上检测，成功的解决了传统SERS基底检测Hg²⁺效率低、灵敏性差的问题。首先使用癸烷对金纳米八面体进行修饰，使得金纳米八面体表面成超疏水状。然后将5 μl包含Hg²⁺、 DNA1 (TAMRA-CGT TGT TTGCTT TGC)和DNA2 (SH-A10-GCT TTG CTT ACTTCG)的水滴滴到癸烷修饰的金纳米八面体颗粒中，其中DNA1和DNA2通过胸腺嘧啶（Thymine）形成稳定的Thymine – Hg²⁺– Thymine键用于选择性捕获Hg²⁺，通过Thymine – Hg²⁺– Thymine键可以把Raman探针分子标记的DNA1和巯基修饰的DNA2连接在一起，并通过巯基与SERS基底成SH-Au键，最终检测到DNA1上面的Raman探针分子的信号而判断是否含有Hg²⁺。由于超疏水的原因，金纳米八面体将在水滴的表面进行自组装，从而将水滴完全包裹，形成内核为含有Hg²⁺、DNA1和DNA2的水滴，外壳为多层金纳米八面体颗粒的微球。这一设计的巧妙之处在于水滴中的Hg²⁺完全被搜集，从而极大的提高检测汞离子的概率。通过对被Hg²⁺污染的水进行检测，当水中的Hg²⁺浓度低至10^-16 M时，仍然能够清晰的分辨出探针分子的信号，证实了该基底对 Hg²⁺的检测表现出优越的灵敏性。同时线上检测实现了不同浓度Hg²⁺的快速切换检测。此外，为测试该基底对Hg²⁺的选择性检测，还对Co²⁺, Cr³⁺, Cu²⁺, Ni²⁺, K⁺, Na⁺ 和 Fe³⁺进行了检测，可以发现上述的金属离子即使浓度很高也没有明显的拉曼信号，证实了该基底对Hg²⁺的检测不受其他金属离子的干扰。

该研究工作为SERS基底快速检测重金属离子和环境污染物问题等方面提供了一种重要的思路和方法。

相关论文发表在ACS Applied Materials & Interfaces 10 (2018) 25737–25743上。