厦门大学化学化工学院分析科学研究所任斌

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任斌教授，分别于1992年和1998年在厦门大学化学系获得学士和博士学位。1998年毕业后留校任教至今，历任助理研究员、副研究员和教授，现任厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室副主任。曾于1997-1998年到美国纽约市立学院开展科研合作，2002-2003年利用学术休假在德国Fritz-Haber研究所作“洪堡学者”研究。主要从事针尖增强拉曼光谱和表面增强拉曼光谱新方法发展和仪器研制及其在表、界面过程及细胞生物体系的应用研究。获得包括国家自然科学基金重点项目、基金委科学仪器基础专项、科技部重大仪器设备开发专项和重大科学研究计划课题等项目的资助。迄今已在Nature Nanotechnol.、Nature Commun.、JACS、Angew. Chem.等期刊发表SCI 论文280 多篇，论文他引9000余次。现任Analytical Chemistry (ACS)期刊副主编、中国物理学会光散射专业委员会主任。

任斌
教授、博士生导师
电话：（0592）2186532（实验室）
传真：（0592）2186979
电子邮箱：bren@xmu.edu.cn
课题组网站：http://bren.xmu.edu.cn
个人简历：
博士（厦门大学,1998）
学士（厦门大学,1992）
洪堡学者(德国Fritz-Haber研究所,2002)
先后获得教育部霍英东青年教师基金和新世纪优秀人才、国家杰出青年科学基金、中国化学会青年化学奖和中国电化学青年奖。
研究兴趣：
光谱电化学，电催化，电分析，表面等离子体光学，纳米电化学，纳米生物分析，纳米材料合成等。
近期主要代表论著：

• “Revealing the molecular structure of single-molecule junctions in different conductance states by fishing-mode tip-enhanced Raman spectroscopy”, Z. Liu, S.-Y. Ding, Z.-B. Chen, X. Wang, J.-H. Tian, J. R. Anema, X.-S. Zhou, D.-Y. Wu, B.-W. Mao, X. Xu, B. Ren*, Z.-Q. Tian, Nature. Commun. 2011, 2,305.
• “Clean and modified substrates for direct detection of living cells by surface-enhanced Raman spectroscopy”, J.-Y. Huang, C. Zong, L.-J. Xu, Y. Cui, B. Ren*, Chem. Commun.2011,47, 5738–5740.
• “When the Signal is not from the Original Molecule to be Detected: Chemical Transformation of para-aminothiophenol on Ag during the SERS Measurement”, Y.-F. Huang, H.-P. Zhu, G.-K. Liu, D.-Y. Wu*, B. Ren* and Z.-Q. Tian, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9244–9246 .
• “Vibrational signature of two-end linked molecules at Au nanojunctions probed by surface-enhanced Raman spectroscopy”, Y.-F. Huang, N.-N. Yin, X. Wang, D.-Y. Wu*, B. Ren* and Z.-Q. Tian, Chem. Euro J. 2010, 16, 1449-1453.
• “Tip-enhanced Raman spectroscopy for investigating adsorbed nonresonant molecules on single-crystal surfaces: tip regeneration, probe molecule, and enhancement effect”, Z. Liu, X. Wang, K. Dai, S. Jin, Z.-C. Zeng, M.-D. Zhuang, Z.-L. Yang, D.-Y. Wu, B. Ren*, Z.-Q. Tian, J. Raman Spectrosc. 2009, 40, 1400-1406.
• “Surface-enhanced Raman spectroscopy: substrate-related issues, X.-M. Lin, Y. Cui, Y.-H. Xu, B. Ren*, Z.-Q. Tian”, Anal. Bioanal. Chem., 2009, 394, 1729-1745.
• “Spectroelectrochemical Flow Cell with Temperature Control for Investigation of Electrocatalytic Systems with Surface-enhanced Raman Spectroscopy”, B. Ren*, X.-B. Lian, J.-F. Li, P.-P. Fang, Q.-P. Lai, Z.-Q. Tian, Faraday Discuss. 2009, 140, 155 -165.
• “Clean Substrates Prepared by Chemical Adsorption of Iodide followed by Electrochemical Oxidation for Surface-enhanced Raman Spectroscopic Study of Cell Membrane”, M.-D. Li, Y. Cui, M.-X. Gao, J. Luo, B. Ren*, Z.-Q. Tian, Anal. Chem., 2008, 80, 5118-5125.
• “Electrochemical Surface-enhanced Raman Spectroscopy of Nanostructures”, D.-Y. Wu, J.- F. Li, B. Ren*, Z.-Q. Tian*, Chem. Soc. Rev., 2008, 37, 1025 -1041.
• “Tip-enhanced Raman spectroscopy for investigating adsorbed species on a single-crystal surface using electrochemically prepared Au tips”, X. Wang, Z. Liu, M.-D. Zhuang, H.-M. Zhang, X. Wang, Z.-X. Xie, D.-Y. Wu, B. Ren*, Z.-Q. Tian, Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 101105.
• “Raman Spectroscopy on Transition Metals”, B. Ren*, G.-K. Liu, X.-B. Lian, Z.-Q. Tian, Anal. Bioanal. Chem. 2007, 388, 29-45.
• “Synthesis of AgcoreAushell Bimetallic Nanoparticles for Immunoassay Based on Surface-Enhanced Raman Spectroscopy”, Y. Cui, B. Ren*, J.-L. Yao, R.-A. Gu*, Z.-Q. Tian, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 4002-4006.
• “Tip-Enhanced Raman Spectroscopy of benzenethiol Adsorbed on Au and Pt Single Crystal Surfaces”, B. Ren*, G. Picardi, B. Pettinger*, R. Schuster, G. Ertl, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 139-142.
• “Nanoscale probing of adsorbed species by tip-enhanced Raman spectroscopy”, B. Pettinger, B. Ren, G. Picardi, R. Schuster, G. Ertl, Phys. Rev. Lett. 2004, 92, 096101.
• “Preparation of gold tips for tip-enhanced Raman spectroscopy and light emission by electrochemical etching”, B. Ren,* G. Picardi, B. Pettinger, Rev. Sci. Instrum. 2004, 75, 837-841.
  

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Chemical Reviews: 表面增强拉曼光谱在生物检测中的应用综述

任斌教授课题组应美国化学会旗下顶级刊物ChemicalReviews邀请，为其Plasmonics in Chemistry专辑撰写题目为”Surface-Enhanced Raman Spectroscopy for Bioanalysis: Reliability and Challenges”综述，并于近期在线发表于Chemical Reviews,DOI: 10.1021/acs.chemrev.7b00668。

       该综述总结了课题组在国家重点基础研究发展计划支持下开展的单细胞表面增强拉曼光谱研究过程中所积累的宝贵经验，以表面增强拉曼光谱技术（Surface-enhancedRamanspectroscopy, SERS）在生物分析检测中的可靠性问题为切入点，系统介绍了SERS在生物分析中的研究进展。

       SERS 利用在可见光-近红外波段具有很强表面等离激元共振效应的Ag、Au等纳米结构，来显著增强吸附在纳米结构表面上的分子的拉曼信号，以超高检测灵敏度（甚至高达单分子）获得样品自身的指纹特征，是一种极具潜力的生物分析检测技术。但是，从其发现至今的四十多年，SERS技术还未能在生物医学领域得到广泛应用，其中关键原因是因为SERS生物检测涉及光-表面等离激元纳米材料-生物体系三者之间异常复杂的相互作用，导致难以获得重现可靠的光谱数据，而SERS检测的可靠性也成为SERS生物检测的瓶颈问题。基于该背景，并针对一般化学和生物背景的读者，该综述首先介绍SERS基本原理，并以其指导设计高灵敏的SERS检测方案，以及生物分子和细胞与纳米材料的复杂相互作用，并结合SERS基本原理指导设计可靠的SERS生物检测探针，进而从生物分子、病原体到活细胞不同层次，介绍了直接和间接SERS检测方法在细胞和生物检测中的现状，并从实验设计、测量条件和数据分析等不同角度分析了各种可能干扰SERS分析检测可靠性的潜在因素。该综述展望了SERS生物检测中的关键挑战，包括重现性、灵敏度和时空间分辨率等。该工作总结了任斌教授课题组几代博士，硕士和博士后的在SERS生物分析检测中积累的宝贵经验，并将这些经验总结成一张速查表，为广大研究者提供实验帮助。

                        

       该综述论文的第一作者为博士后宗铖，徐梦溪、许丽佳、魏婷、马鑫、郑晓姗、胡仁高级工程师等人参与了论文撰写。该工作得到科技部项目(2016YFA0200601、2016YFC1100301、2013CB933703)，国家自然科学基金(21633005、21790354、21711530704、21621091)和中央高校基本科研业务费(20720170031)的长期支持。

       论文链接：https://pubs.acs.org/doi/pdfplus/10.1021/acs.chemrev.7b00668

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Angew.：TERS实现Au(111)面上的Pt纳米岛的空间成像

厦门大学任斌教授课题组利用针尖增强拉曼光谱技术成功对Au(111)面上的尺寸约为10 nm的Pt纳米岛进行了空间成像。对氯苯异氰分子可以特异性地吸附在Pt纳米岛上，该技术以对氯苯异氰分子为探针，实现了优于2.5 nm的空间分辨率。该研究推动了材料的表界面反应化学的相关研究。

Su H, Zhong J, Ren B, et al. Real Space Observation of Atomic Site-Specific Electronic Properties of a Pt Nanoisland/Au(111) Bimetallic Surface by Tip-Enhanced Raman Spectroscopy[J]. Journal of the American Chemical Society, 2018.

DOI: 10.1002/anie.201807778

https://doi.org/10.1002/anie.201807778

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近日，经国务院批准，人力资源和社会保障部公布了2018年享受国务院政府特殊津贴人员名单，我校海洋与地球学院王克坚教授、化学化工学院任斌教授、管理学院吴超鹏教授、生命科学学院周大旺教授、经济学院彭水军教授等5位教师名列其中。至此，我校先后有304位专家获此项荣誉。


国务院政府特殊津贴制度于1990年设立，是党和政府关心、关怀广大高层次高技能人才，激励他们充分发挥引领作用，为国家建设做出更大贡献的重要制度，也是加强专业技术人才和技能人才队伍建设，为经济社会发展提供有力人才保障的重大举措。多年来，我校享受国务院政府特殊津贴的专家在人才培养、科技创新、成果转化、决策咨询等方面发挥了重要作用，赢得了普遍赞誉。

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任斌教授课题组应Nature出版集团旗下Nature Reviews Physics期刊的邀请，撰写题为" Fundamental understanding and applications of plasmon-enhanced Raman spectroscopy"综述，于近日在线发表（Nat. Rev. Phys., 2020, DOI: 10.1038/s42254-020-0171-y）。
      表面等离激元增强拉曼光谱（PERS）是表面增强拉曼光谱（SERS）、壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱（SHINERS）和针尖增强拉曼光谱（TERS）等光谱技术的统称。PERS技术利用具有表面等离激元共振效应的纳米结构，将电磁场会聚到局域的空间而增强，从而增强拉曼信号。PERS不但可以提供样品的化学指纹信息，还具有单分子水平的检测灵敏度和可达埃米级别的空间分辨率。因此，在过去的20年里，PERS技术在“顶天”基础研究和“立地”应用研究方向都得到了长足的发展，在化学和生物分析到材料表征等多个领域得到日益重要的应用。该综述系统介绍了利用局域表面等离激元共振效应来增强拉曼信号的基本原理、优点和局限性，介绍了近年PERS在增强效应和空间分辨率方面的突破性进展，以及为揭示这些突破常规认识而不断涌现的新物理机制。综述进一步从实验者的视角分析如何提升灵敏度和正确理解PERS结果，并展示了PERS在材料表征、生物分析以及表面和界面研究中的最新应用。基于本课题组的研究经验，总结和归纳了实验和理解中容易出现的问题和解决思路。Nature Reviews Physics编辑在访问任斌教授课题组网站时，发现其课题组利用全息光学方法制备的纳米结构非常有序，选择了这些结构作为其5月刊封面的素材。

       同一周，该课题组应Chemical Science邀请撰写的“Surface-enhanced Raman spectroscopy: benefits, trade-offs and future developments”（Chemical Science, 2020, DOI: 10.1039/D0SC00809E）mini review也正式上线。该综述在介绍SERS基本原理的基础上，从分子与纳米材料作用的本质入手，分析如何提高SERS实验的重现性以及如何规范的计算SERS增强因子。特别为读者给出未来SERS应用于实际样品的定量分析所必须遵循的实验设计思路和原则。这两篇综述从不同角度分别展望了PERS（SERS）技术的未来发展方向，并指出亟待解决的问题。
任斌教授课题组一直致力发展PERS新方法和仪器。在国际上首次实现电化学针尖增强拉曼光谱，并用TERS研究固气、固液界面（J. Am. Chem. Soc, 2015, 137, 11928，Nat. Nanotech., 2017, 12, 132; Angew. Chem. Int. Ed., 2018, 57, 13177; Nat. Commun., 2019, 10, 5544; J. Am. Chem. Soc., 2020, 142, 1341）；研究了表面等离激元增强光谱机理和增强光热和光电效应（Nat. Commun., 2017, 8, 14897；J. Am. Chem. Soc., 2018, 140, 13680； Nat. Commun., 2019, 10, 2671）；发展基于全息光学的等离激元材料制备方法（Adv. Mater., 2018, 1706031； Adv. Funct. Mater., 2018, 1802263）。受邀在Chemical Society Reviews（Chem. Soc. Rev., 2017, 46, 4020）和Chemical Reviews（Chem. Rev., 2018, 118, 4946）上撰写综述。
       以上工作得到国家自然科学基金委和科技部等长期的支持。
       论文链接：https://doi.org/10.1038/s42254-020-0171-y

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任斌教授课题组在电化学单颗粒暗场光谱表征新装置的研究中取得重要进展，相关研究以“Observing atomic layer electrodeposition on single nanocrystals surface by dark field spectroscopy”为题发表于Nature Communications (Nat. Commun., 2020, doi: 10.1038/s41467-020-16405-3)。

        从单颗粒水平研究电化学表面和界面过程，特别是欠电位沉积是电化学领域的一个重要挑战。欠电位沉积通常仅涉及单原子层到亚单原子层的物种，但是能够显著调控金属表面电子结构，是制备高效电催化剂的一个重要的方法。然而目前在电化学环境下表征单个粒子表面单层原子的变化仍然是个巨大的挑战，因此对欠电位沉积机理的理解及应用还主要停留在理想的单晶表面，难以扩展到纳米催化剂表面。
       针对上述挑战，任斌教授课题组发展了一套高灵敏的电化学暗场散射光谱装置，在不使用特殊光源的情况下，可以使得检测的粒径小至10 - 15 nm，灵敏度提高到亚单层原子。他们利用该装置从单颗粒水平原位表征了具备{111}基础晶面的纳米八面体和具有{100}基础晶面的纳米立方体表面的欠电位沉积过程。首次观测到了单个粒子表面亚单层至单层原子的电沉积过程，并获得了单个粒子表面欠电位沉积的准确电位及其分布。进而利用散射光谱直接构建了单个纳米粒子的电化学循环伏安曲线（CV）, 该CV曲线不受双电层充电以及氧还原等过程的影响，突破了传统电化学方法难以单个纳米颗粒CV特性的局限，为深入理解纳米粒子表面的欠电位沉积机理以及实现单层原子沉积的精确调控提供了重要的实验支撑。该方法还可以用于构建具有复杂晶面的纳米粒子的CV曲线，表征单个粒子表面不同晶面上的单层原子电沉积过程，为实现在原子尺度上选择性修饰纳米材料表面的不同晶面提供了指导。而且通过所获得的CV曲线能够精准地定量出单个粒子表面不同晶面的面积比。该方法若和具有高时空分辨的光谱仪器联用，将能更为高效、快速筛选纳米催化剂及表征其表面结构。
       该工作是在任斌教授指导下，主要由我院已毕业博士生胡树（第一作者）完成。李剑锋教授及其课题组的博士生张月皎在单晶电化学实验上提供了重要帮助。已毕业博士生易骏在理论计算方面提供了有力支持。该研究工作得到了国家自然科学基金委和科技部等的资助和支持。
      论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-16405-3                                        

kwcha333

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