티람 검출을 위한 생체모사 산호형 Au/Ag 나노구조 기반 표면증강 라만 분광 분석

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확장요약문

본 연구에서는 복잡한 수계 환경에서 잔류 농약인 티람(thiram)을 고감도로 검출하기 위한 생체모사 산호형 Au/Ag 나노구조 기반 표면증강 라만 분광(SERS) 센서를 개발하였다. 티람은 농업용 살균제로 널리 사용되지만 수계 유입 시 생태계와 인체에 위해를 줄 수 있어 미량 잔류량에 대한 정밀 분석이 필요하다. 이를 위해 전기화학적 증착과 선택적 은 식각을 결합하여 다공성 Au/Ag 나노산호 구조를 제작하였다. 해당 구조는 3차원 핫스폿, 이중금속 효과, 표면 나노갭 및 넓은 비표면적을 통합하여 국소 전자기장과 분석물 흡착을 향상시켰으며, 이를 구조·화학 분석과 전자기장 시뮬레이션으로 검증하였다. 최적화된 센서는 탈이온수에서 1 pM–100 μM 범위의 티람 농도 로그값과 SERS 신호 간 선형관계(R² = 0.998)를 나타냈으며, 514.39 fM의 검출한계를 달성하였다. 또한 신호 균일성과 기판 간 재현성의 상대표준편차는 각각 8.45%와 4.85%였으며, 다른 황 함유 농약과 구별되는 검출 성능과 7일간의 안정성을 확인하였다. 토양수, 하천수, 수돗물 및 음용수에서도 각각 347.8, 473.5, 529.1 및 549.3 fM의 검출한계를 나타냈다. 본 센서는 다중 신호 증강 전략을 단일 나노구조에 구현함으로써 복잡한 환경 시료 내 미량 농약 모니터링에 활용될 가능성을 제시한다.