[發明專利]一種基于碳納米管的表面增強拉曼散射探針及其制備方法

有效

• 申請號: 201210201403.3
• 申請日: 2012-06-18
• 公開（公告）號: CN102749317A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 王著元;陳鵬;崔一平
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 湯志武

1.一種基于碳納米管的表面增強拉曼散射探針，其特征在于，該探針包括芯層、吸附在所述芯層外部的包裹層和吸附在所述包裹層外部的表面增強型拉曼散射標記物（3），所述芯層由表面包裹有一層帶正電性的聚丙烯胺鹽酸鹽的碳納米管（1）組成，所述包裹層為金屬納米粒子（2）構成的金屬納米粒子層。

2.根據權利要求1所述的基于碳納米管的表面增強拉曼散射探針，其特征在于，所述的表面增強型拉曼散射標記物（3）布滿包裹層（2）的整個外表面。

3.據權利要求1所述的基于碳納米管的表面增強拉曼散射探針，其特征在于，所述的碳納米管（1）為短多壁碳納米管。

4.根據權利要求1所述的基于碳納米管的表面增強型拉曼散射探針，其特征在于，所述的金屬納米粒子（2）為金納米粒子、銀納米粒子或金銀復合金屬納米粒子。

5.根據權利要求1、2、3或4所述的基于碳納米管的表面增強型拉曼散射探針，其特征在于，所述的表面增強型拉曼散射標記物（3）為4-巰基苯甲酸分子、5,5-二硫代雙2-硝基苯甲酸分子、4-氨基苯硫酚、4-甲氧基苯硫酚或2-萘硫酚。

6.一種制備權利要求1所述基于碳納米管的表面增強拉曼散射探針的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟：

1）制備具有水溶性的羧基功能化的碳納米管：

將碳納米管按照質量體積比0.5mg：1mL~1mg：1mL的比例加入到硫酸和硝酸混合溶液中，使用超聲波清洗儀超聲處理4~8小時，然后加入到裝有聚四氟乙烯濾膜的抽濾瓶中使用去離子水過濾清洗至pH值為6~7，得到水溶性的羧基功能化的碳納米管，所述硫酸和硝酸混合溶液是由質量百分比濃度為96%~98%的濃硫酸和質量百分比濃度為65%~68%的濃硝酸按照體積比1：1~3：1混合而成；

2）制備金屬納米粒子溶液：

采用檸檬酸三鈉還原法制備金納米粒子或銀納米粒子，或采用化學還原法制備金核銀殼納米粒子，得到金屬納米粒子溶液；

3）用帶正電的聚電解質對水溶性的羧基功能化的碳納米管進行修飾：

將所述步驟1）中制備的水溶性的羧基功能化的碳納米管按照質量體積比1mg：2mL~2mg：2mL的比例加入到5mg/mL~10mg/mL的聚丙烯胺鹽酸鹽溶液中超聲30~60分鐘后離心清洗，去除上清中殘留的游離的聚丙烯胺鹽酸，得到的沉淀為聚丙烯胺鹽鹽酸鹽包裹的碳納米管；

4）制備金屬納米粒子修飾的碳納米管溶液：

將所述步驟3）中制備的聚丙烯胺鹽酸鹽包裹的碳納米管按照質量體積比0.5mg：10mL~0.5mg：20mL的比例加入到所述步驟2）制備的金屬納米粒子溶液中混合攪拌30~60分鐘，離心清洗去除上清中沒有吸附在碳納米管表面的金屬納米粒子，得到沉淀是金屬納米粒子包裹的碳納米管，并將沉淀按照質量體積比0.5mg：3mL~0.5mg：6mL的比例分散到水溶液中，得到金屬納米粒子修飾的碳納米管溶液；

5）在金屬納米粒子修飾的碳納米管表面吸附表面增強型拉曼散射分子：

將含硫的表面增強型拉曼散射分子溶液與所述步驟4）得到的金屬納米粒子修飾碳納米管溶液按照1：100~1：300體積比混合攪拌反應6~8小時，表面增強型拉曼散射分子即通過金-硫鍵吸附到金屬納米粒子表面，得到基于碳納米管的表面增強拉曼散射探針。

7.根據權利要求6所述的制備基于碳納米管的表面增強拉曼散射探針的方法，其特征在于，所述步驟2）中采用檸檬酸三鈉還原法制備金納米粒子溶液的具體方法為：取質量百分比濃度1%的氯金酸溶液按照體積比1：100入到去離子水中，加熱至沸騰，然后按1：25體積比加入質量百分比濃度1%的檸檬酸三鈉溶液，持續加熱攪拌15min后冷卻至常溫，得到金納米粒子溶液。

8.根據權利要求6所述的制備基于碳納米管的表面增強拉曼散射探針的方法，其特征在于，所述步驟2）中采用檸檬酸三鈉還原法制備銀納米粒子的具體方法為：將1毫摩爾/升的硝酸銀溶液攪拌加熱至沸騰后，按照體積比1：50加入1%的檸檬酸三鈉溶液持續加熱攪拌1h后冷卻至常溫，得到銀納米粒子溶液。

9.根據權利要求6所述的制備基于碳納米管的表面增強拉曼散射探針的方法，其特征在于，所述步驟2）中用化學還原法制備金核銀殼納米粒子的具體方法為：首先制備金納米粒子溶液，然后將0.1摩爾/升的抗壞血酸溶液按照體積比1：12加入金納米粒子溶液中攪拌，最后按照體積比1：30滴加0.1M硝酸銀溶液并持續攪拌30min后即得金核銀殼納米粒子溶液。