We report the development of a versatile surface-enhanced Raman scattering (SERS) sensor based on the use of multifunctional polymer-coated Au colloids. Our results demonstrated that dopamine (DA) serves as a reducing agent for the facile one-pot synthesis of Au nanoparticles (NPs). Under Au reductive conditions, DA was subsequently oxidized to dopamine quinone (DQ), 5,6-dihydroxyindole (DHI), and polydopamine (PDA) via classical Raper-Mason mechanism. HPLC-MS, FTIR, and SERS analysis verified the effect of initial DA concentration on its oxidation products. The universal adhesion of DA, DQ, DHI, and PDA on Au surface allows for customized synthesis of multi-sized and multifunctional Au NPs containing different mussel polymer shells. The PDA on Au exhibited a reactive scaffold to exclusively lock PAHs into the hotspots for SERS sensing. More interestingly, the two-dimensional correlation spectroscopy showed that DQ modified Au exhibited a strong binding ability towards Cd2+, yielding SERS vibrational profiles that allowed the qualitative determination of Cd2+ with a detection limit of 10-8 mol L-1. The systematic investigation reported herein fills significant gaps in the understanding of the DA-mediated Au reduction mechanism, and provides a reliable working basis that allows for the formation of melanin-like polymer coatings on the Au surface. Remarkably, this simple method provides high SERS sensitivity and selectivity in a high-throughput fashion without the requirement for complex pretreatment methods and complicated instruments.

中文翻译：

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一步制造多巴胺启发的金，用于 Cd2+ 和多环芳烃的 SERS 传感

我们报告了基于多功能聚合物涂层金胶体的多功能表面增强拉曼散射 (SERS) 传感器的开发。我们的结果表明，多巴胺 (DA) 可作为还原剂，用于轻松一锅合成 Au 纳米粒子 (NPs)。在 Au 还原条件下，DA 随后通过经典的 Raper-Mason 机制被氧化为多巴胺醌 (DQ)、5,6-二羟基吲哚 (DHI) 和聚多巴胺 (PDA)。HPLC-MS、FTIR 和 SERS 分析验证了初始 DA 浓度对其氧化产物的影响。DA、DQ、DHI 和 PDA 在 Au 表面的通用粘附允许定制合成包含不同贻贝聚合物壳的多尺寸和多功能 Au NP。Au 上的 PDA 展示了一种反应性支架，可以将 PAH 专门锁定到 SERS 传感的热点中。更有趣的是，二维相关光谱表明，DQ 修饰的 Au 对 Cd2+ 表现出很强的结合能力，产生的 SERS 振动剖面允许定性测定 Cd2+，检测限为 10-8 mol L-1。本文报道的系统研究填补了对 DA 介导的 Au 还原机制的理解方面的重大空白，并为在 Au 表面形成黑色素样聚合物涂层提供了可靠的工作基础。值得注意的是，这种简单的方法以高通量方式提供了高 SERS 灵敏度和选择性，而无需复杂的预处理方法和复杂的仪器。产生的 SERS 振动曲线允许定性测定 Cd2+，检测限为 10-8 mol L-1。本文报道的系统研究填补了对 DA 介导的 Au 还原机制的理解方面的重大空白，并为在 Au 表面形成黑色素样聚合物涂层提供了可靠的工作基础。值得注意的是，这种简单的方法以高通量方式提供了高 SERS 灵敏度和选择性，而无需复杂的预处理方法和复杂的仪器。产生的 SERS 振动曲线允许定性测定 Cd2+，检测限为 10-8 mol L-1。本文报道的系统研究填补了对 DA 介导的 Au 还原机制的理解方面的重大空白，并为在 Au 表面形成黑色素样聚合物涂层提供了可靠的工作基础。值得注意的是，这种简单的方法以高通量方式提供了高 SERS 灵敏度和选择性，而无需复杂的预处理方法和复杂的仪器。并为在金表面形成黑色素样聚合物涂层提供了可靠的工作基础。值得注意的是，这种简单的方法以高通量方式提供了高 SERS 灵敏度和选择性，而无需复杂的预处理方法和复杂的仪器。并为在金表面形成黑色素样聚合物涂层提供了可靠的工作基础。值得注意的是，这种简单的方法以高通量方式提供了高 SERS 灵敏度和选择性，而无需复杂的预处理方法和复杂的仪器。