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Probing On-Surface Chemistry at the Nanoscale Using Tip-Enhanced Raman Spectroscopy

CCS Chemistry 2023年第1期5卷 55-71页

作者： Zhen-Feng Cai Naresh Kumar Renato Zenobi Department of Chemistry and Applied Biosciences ETH ZurichZurich CH-8093

Chemistry on solid surfaces is central to many research areas of practical interest,such as synthesis,catalysis,electrochemistry,photochemistry,and materials science.A comprehensive understanding of the nanoscale on-surface chemistry involved in these areas is important for establishing composition-structure-performance relationships.With the rapid development of tip-enhanced Raman spectroscopy(TERS),it has become possible to investigate physical and chemical processes on suitable surfaces at the nanoscale level and in real space.In this review,after a brief introduction of the background of onsurface chemistry and TERS,we systematically discuss the progress in the application of TERS in this field.Our focus is the applications of TERS to nanoscale coordination processes,decomposition reactions,polymerization processes,electrochemical reactions,catalytic chemistry,and functionalization chemistry on solid surfaces.We conclude by discussing the future challenges and development of TERS techniques and related applications in on-surface chemistry.

关键词： on-surface chemistry tip-enhanced Raman spectroscopy scanning probe microscopy chemical imaging nanoscale chemical analysis spatial resolution

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Recent Advances in Single-Cell Metabolomics Based on Mass Spectrometry

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CCS Chemistry 2023年第2期5卷 310-324页

作者： Qinlei Liu Sandra Martínez-Jarquín Renato Zenobi Department of Chemistry and Applied Biosciences ETH ZurichCH-8093 Zurich

Cellular heterogeneity is essential for the physiological functions of organisms,and precise interpretation of the relevant biological mechanisms involved requires accurate measurement of biomolecules,including DNA,RNA,proteins,and metabolites at the single-cell level.Cellular metabolites react most rapidly to environmental and biochemical changes such that their detection is a critical step in determining the physiological state of cells.However,their limited amounts,structural diversity,and significant content variation render single-cell metabolomics analysis technically challenging.Mass spectrometry,with its high sensitivity,good selectivity,and wide dynamic range,has been widely used in the single-cell analysis in recent years.In terms of ionization techniques,there are four main types of single-cell mass spectrometry methods:nano-electrospray ionization mass spectrometry,matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry,secondary ion mass spectrometry,and dielectric barrier discharge ionization mass spectrometry.In this mini review,the progress of single-cellmass spectrometrymethodologies and data processing strategies are summarized,and the future trends in single-cell mass spectrometry are outlined.

关键词： single-cell analysis metabolomics mass spectrometry ionization techniques analytical methods

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Breath Metabolomics using Secondary Electrospray Ionization(SESI)-High Resolution Mass Spectrometry

Breath Metabolomics using Secondary Electrospray Ionization(...

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2018年中国质谱学术大会（CMSC2018）

作者： Renato Zenobi College of Chemistry & Chemical Engineering Xiamen University Department of Chemistry and Applied Biosciences ETH Zurich

On-line breath analysis is a powerful approach to obtain insight into the metabolism of a person in real time. With ambient ionization methods, this can be achieved rapidly and completely non-invasively, opening up interesting possibilities to diagnose diseases via exhaled breath, to discern diurnal changes in the metabolism, and to monitor drug use(or drug abuse) by analyzing the chemical composition of exhaled breath. Our laboratory uses SESI coupled to high-resolution MS for this purpose, which affords sub-ppt limits of detection, and analysis and identification [1] of compounds with molecular weights up to 1000 Da. This keynote lecture will present several examples for application of SESI-MS in medical diagnosis, including the detection of novel biomarkers for respiratory diseases such as obstructive sleep apnea(OSA) [2], chronic obstructive pulmonary disease(COPD) [3], pulmonary fibrosis, and asthma. Monitoring of drug compliance and pharmacokinetics [4] via real-time SESI-MS will also be shown. A variety of biomarkers that describe diseases have been detected in exhaled breath and identified via SESI-MS. Identification is normally aided by chromatographic separation of exhaled breath condensate and comparison against commercially available or synthetic reference compounds.

关键词： Secondary Electrospray Ionization On-line Exhaled Breath Analysis Medical Diagnosis

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激光解吸介质阻挡放电电离质谱快速检测苹果表皮的农药残留

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厦门大学学报（自然科学版） 2022年第1期61卷 18-24页

作者：杨曼青陆桥 zenobi renato 杭纬厦门大学化学化工学院谱学分析与仪器教育部重点实验室福建厦门361005

搭建了一台大气压激光解吸介质阻挡放电电离质谱(laser desorption coupled dielectric barrier discharge ionization mass spectrometry,LD-DBDI-MS),凭借DBDI源的高效、软电离特性,显著提高了检测灵敏度.利用该装置对苹果表皮的痕量农药残留进行原位定性和半定量检测.通过标准品加入法,建立了苹果表皮农药三环唑残留的标准定量曲线.苹果表皮三环唑的最低检测量低至1 ng(相当于130μg/kg),远低于国家标准GB 2763—2019所规定的果蔬类三环唑的最大残留限量(2 mg/kg).该方法灵敏度高,稳定性好,无需样品前处理,1 min内便可完成单个样品的检测,因此LD-DBDI-MS可作为水果等复杂基质中农药分子超标的快速检测工具.

关键词：激光解吸介质阻挡放电电离质谱农药残留原位检测

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激光解吸介质阻挡放电电离质谱原位快速检测苹果表皮的农药残留

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厦门大学学报(自然科学版) 2021年

作者：杨曼青陆桥 zenobi renato 杭纬厦门大学化学化工学院谱学分析与仪器教育部重点实验室

本研究搭建了一台大气压激光解吸介质阻挡放电电离质谱（laser desorption coupled dielectric barrier discharge ionization mass spectrometry，LD-DBDI-MS），凭借DBDI源的高效、软电离特性，显著提高了检测灵敏度。利用该装置对苹... 详细信息

本研究搭建了一台大气压激光解吸介质阻挡放电电离质谱（laser desorption coupled dielectric barrier discharge ionization mass spectrometry，LD-DBDI-MS），凭借DBDI源的高效、软电离特性，显著提高了检测灵敏度。利用该装置对苹果表皮复杂基质中的痕量农药残留进行原位定性和半定量检测。通过标准品加入法，建立了苹果表皮农药三环唑残留的标准定量曲线。苹果表皮三环唑的最低检测量低至1 ng（相当于浓度为130 μg /kg），远低于国标GB 2763—2019所规定的果蔬类三环唑的最大残留值（2 mg/kg）。该方法灵敏度高、稳定性好，无需样品前处理，单个样品的检测1 min内便可完成，因此LD-DBDI-MS可作为水果等复杂基质中农药分子超标的快速检测工具。

关键词：激光解吸介质阻挡放电电离质谱农药残留原位检测

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Spectroscopic visualization of hydrogenation and hydrogen diffusion on a bimetallic interface with high spatial resolution

Spectroscopic visualization of hydrogenation and hydrogen di...

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第二十届全国光散射学术会议（CNCLS20）

作者： Hao Yin Liqing Zheng Wei Fang Ying-hung Lai Nikolaus Porenta Guillaume Goubert Jeremy Richardson Bin Ren Jianfeng Li Renato Zenobi Department of Chemistry and Applied Biosciences ETH Zurich Department of Chemistry Xiamen University

＜正＞Catalytic hydrogenation has diverse important industrial uses.Most frequently,industrial hydrogenation relies on heterogeneous catalysts especially novel metal hydrogenation catalysts such as palladium （Pd）,platinum （Pt）,ruthenium （Ru）.While a single metal catalyst is not enough to achieve both high efficiency and selectivity,researchers have developed several

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Gap-Mode Tip-Enhanced Raman Spectroscopy:Principles and Applications

Gap-Mode Tip-Enhanced Raman Spectroscopy:Principles and Appl...

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第三十五届国际光谱会议

作者： R.zenobi Department of Chemistry and Applied Biosciences ETH Zurich CH-8093 Zurich Switzerland

＜正＞Recently,single-molecule gap-mode tip-enhanced Raman spectroscopy （TERS） experiments were reported.[1～2] It has not only inspired a debate on whether it was a truly single-molecule detection,but also created enthusiasm for the possibility of an ultra- sensitive nanoanalytical technique.To study gap-mode TERS,a combine system of a scanning tunneling microscope （STM） and a conventional optical microscope was built in

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胰岛素样生长因子Ⅰ对Ⅱ型糖尿病脂代谢的影响

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国际内分泌代谢杂志 1994年第3期14卷 158-159页

作者： zenobi-PD 刘剑锋

１０９胰岛素样生长因子Ⅰ对Ⅱ型糖尿病脂代谢的影响［英］／ＺｅｎｏｂｉＰＤ…∥Ｄｉａｂｅｔｏｌｏｇｉａ．－１９９３，３６．－４６５～４６９重组人的胰岛素样生长因子Ｉ（ｒｈｌＧＦ－１）在正常人可降低胰岛素、Ｃ－肽、总甘油... 详细信息

１０９胰岛素样生长因子Ⅰ对Ⅱ型糖尿病脂代谢的影响［英］／ＺｅｎｏｂｉＰＤ…∥Ｄｉａｂｅｔｏｌｏｇｉａ．－１９９３，３６．－４６５～４６９重组人的胰岛素样生长因子Ｉ（ｒｈｌＧＦ－１）在正常人可降低胰岛素、Ｃ－肽、总甘油三脂（总－ＴＧ）和极低密度脂蛋白－...

关键词：胰岛素样生长因子 Ⅱ型糖尿病二型糖尿病脂代谢

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