[發明專利]連續三維結構納米銀表面增強拉曼光譜基底及其制備方法

有效

• 申請號: 200910072176.7
• 申請日: 2009-06-03
• 公開（公告）號: CN101566571A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發明（設計）人: 徐平;韓喜江;張彬
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;B82B3/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發明涉及納米銀表面增強拉曼光譜基底及其制備方法。

背景技術

表面增強拉曼光譜發現于70年代，其基于1927年發現的拉曼光譜發展而來，但是表面增強拉曼光譜信號強度要比拉曼光譜強幾個到十幾個數量級，被認為是檢測有機分子及生物分子的簡便、快速、廉價的技術手段。金屬銀是表面增強拉曼光譜的最好基底，其信號強度一般比金屬金高兩到三個數量級，因此目前出現了很多集中在表面增強拉曼光譜基底納米銀的制備、組裝、表面改性等方面的研究工作。

表面增強拉曼光譜需要基底金屬表面具有一定的粗糙度，否則光譜信號很弱，因此研究人員在制備表面有一定粗糙度的表面增強拉曼光譜基底上進行了大量的研究，研究方向大多為通過刻蝕方法先預制一種具有粗糙表面或者三維結構的基片，再通過電化學沉積或者化學氣相沉積等方法在此預制的具有粗糙表面或者三維結構基片上沉積拉曼信號增強金屬來制備表面增強拉曼光譜基底，通過一系列復雜的處理工藝得到的表面增強拉曼光譜基底表面雖然具有一定粗糙度或者三維納米結構，但是制備工藝復雜，成本高。同時，由于納米材料本身具有的高比表面能，在沉積過程中形成的金屬結構往往會出現不連續均勻的情況，使得檢測過程中信號的尋找定位費時費力。

當今的分子檢測技術對表面增強拉曼光譜基底的靈敏度提出了更高的要求，需要在ppm級的濃度下具有較好的響應。盡管基于納米銀的表面增強拉曼光譜已經有很多報道，但是目前還主要是研究納米銀形貌、組裝等對拉曼光譜影響的理論研究，制備規則、連續、ppm級響應靈敏度的整個表面具有均勻拉曼信號的基底還是一個挑戰。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術制備的納米銀表面增強拉曼光譜基底信號均一性差、靈敏度低，制備工藝復雜、成本高的問題。本發明提供了連續三維結構納米銀表面增強拉曼光譜基底及其制備方法。

本發明連續三維結構納米銀表面增強拉曼光譜基底自下而上依次由聚苯胺薄膜、納米金層和三維納米銀層組成，聚苯胺薄膜是由未摻雜的聚苯胺粉末與N-甲基吡咯烷酮按1∶3的質量比制成。本發明連續三維結構納米銀表面增強拉曼光譜基底的制備方法，通過以下步驟實現：一、聚苯胺薄膜的制備：按未摻雜的聚苯胺粉末與N-甲基吡咯烷酮質量比為1∶3的比例將未摻雜的聚苯胺粉末溶于N-甲基吡咯烷酮中得到聚苯胺溶液，再把聚苯胺溶液鋪展在玻璃基片上，然后將玻璃基片放入蒸餾水中熟化16h～50h，得到聚苯胺薄膜，再用蒸餾水洗滌聚苯胺薄膜后于室溫下晾干；二、將步驟一得到的聚苯胺薄膜裁剪成小片，然后將小片置于0.1～1mol/L的摻雜劑中，摻雜3～7天；三、將摻雜后的聚苯胺薄膜小片用蒸餾水清洗干凈，然后置于0.01～0.05mol/L的含金溶液中反應10s～60s后取出，用蒸餾水洗滌并于室溫下晾干；四、將經步驟三處理后的聚苯胺薄膜小片置于0.01～0.1mol/L的硝酸銀溶液中反應1h～5h后，取出，用蒸餾水洗滌并于室溫下晾干，即得連續三維結構納米銀表面增強拉曼光譜基底。

本發明中連續三維結構納米銀表面增強拉曼光譜基底可廣泛應用于檢測ppm級濃度的有機分子和生物分子，其表面的納米銀層具有連續均勻的三維結構，檢測時信號尋找快速準確，拉曼信號強，檢測靈敏度高，且信號響應均勻。本發明中連續三維結構納米銀表面增強拉曼光譜基底的制備方法，工藝簡單快速，價格低廉，可以得到大面積的金屬結構連續均勻、拉曼信號強的連續三維結構納米銀表面增強拉曼光譜基底。本發明中利用步驟三和步驟四分別得到三維結構納米銀表面增強拉曼光譜基底的納米金層和三維納米銀層，這兩層金屬層的形成只是基于聚苯胺本身的化學還原性，無需任何其它的外部條件和工藝，降低了制備工藝成本，其中步驟三中采用含金溶液作為金源，大大降低了金源的成本。

附圖說明