[發(fā)明專利]一種增強拉曼納米粒子及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210217157.0
• 申請日: 2012-06-28
• 公開（公告）號: CN102706856A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊黃浩;林立森;張曉龍;叢中笑
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學(xué)俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于分析化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增強拉曼納米粒子及其制備方法。

背景技術(shù)

拉曼光譜由于具有信息豐富、樣品用量少、分析效率高和不破壞樣品結(jié)構(gòu)等特點，已經(jīng)成為化學(xué)分析、食品檢測、環(huán)境監(jiān)測等眾多領(lǐng)域重要的研究手段。然而，常規(guī)拉曼光譜的信號強度很低，限制了其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用。表面增強拉曼光譜（SERS）克服了拉曼光譜散射信號強度弱、檢測靈敏度低的缺點，可以獲得常規(guī)拉曼光譜所不易得到的結(jié)構(gòu)信息，試樣的拉曼散射強度會增加10⁴-10⁶倍，為拉曼光譜的應(yīng)用開拓了新的局面。目前，學(xué)術(shù)界普遍認同的SERS機理主要有物理增強機理和化學(xué)增強機理兩類。SERS的活性表面往往能產(chǎn)生增強的局域電場，是金屬表面等離子共振引起的，這被稱為物理增強；分子在金屬上的吸附常伴隨著電荷的轉(zhuǎn)移引起分子能級的變化，或者分子吸附在特別的金屬表面結(jié)構(gòu)點上也導(dǎo)致增強，這兩種情況均被稱為化學(xué)增強。然而SERS要求基底為金、銀、銅等少數(shù)金屬且基底表面是粗糙的，這大大限制了SERS技術(shù)的應(yīng)用。基底材料和形貌的普適性問題一直是制約SERS技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。2000年，隨著針尖增強拉曼光譜（TERS）的提出，這一局限性得到了很大的突破。TERS技術(shù)的基本原理是通過將一根曲率半徑為幾十納米的銀或金針尖控制在和樣品非常近的距離（幾個納米），再以合適波長的激光以恰當(dāng)?shù)姆绞秸丈湓卺樇獾募舛颂帲涂稍卺樇夂蜆悠分g的間隙激發(fā)出局域化的等離子體，使該區(qū)域內(nèi)的電磁場增強，該技術(shù)利用針尖的增強效應(yīng)，對基底沒有特殊要求。然而TERS技術(shù)只使用一個針尖，增強的拉曼信號比較弱，而且在檢測過程中針尖易被基底上所吸附的分子污染。因此，有必要發(fā)展一種穩(wěn)定性好、靈敏度高、對基底材料和形貌無特殊要求的新型增強拉曼納米粒子。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種增強拉曼納米粒子及其制備方法，在金屬納米粒子表面包裹一層聚多巴胺，大大增強了金屬納米粒子的穩(wěn)定性。本發(fā)明提供的增強拉曼納米粒子具有普適性，在食品安全、環(huán)境監(jiān)測、生物分子（DNA分子、蛋白類分子）的識別檢測等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種增強拉曼納米粒子，包括金屬納米粒子核心和在所述金屬納米粒子表面上的聚多巴胺殼層。

所述金屬納米粒子為球形金納米粒子或銀納米粒子。

所述金屬納米粒子核心的粒徑為10-100nm。

所述聚多巴胺殼層的厚度為1-2nm。

一種如上所述的增強拉曼納米粒子的制備方法包括如下步驟：

（1）采用檸檬酸鈉還原法制備不同粒徑的金屬納米粒子；

（2）將0.2mg/mL的多巴胺溶液與步驟(1)的金屬納米粒子混合，室溫反應(yīng)3h，在所述金屬納米粒子表面形成1-2nm的聚多巴胺殼層；

（3）將步驟(2)所得粒子離心洗滌三次，除去剩余的多巴胺后，重新分散于水中，4℃保存。

本發(fā)明的有益效果：

（1）本發(fā)明的增強拉曼納米粒子制備方法簡單，內(nèi)核金屬納米粒子的大小及聚多巴胺殼層的厚度都是可控的。

（2）本發(fā)明的增強拉曼納米粒子利用內(nèi)核金屬納米粒子的電磁場增強獲得SERS信號，對基底材料及其形貌沒有特殊要求，且靈敏度高。聚多巴胺殼層能防止內(nèi)核金屬納米粒子與探針分子直接接觸，減少實驗干擾。

（3）本發(fā)明的增強拉曼納米粒子具有優(yōu)良的穩(wěn)定性，保存時間長。聚多巴胺殼層不僅作為金屬納米粒子的保護劑，而且其表面含有大量的活性官能團，易與巰基、氨基等官能團反應(yīng)，容易實現(xiàn)生物分子的修飾。另外，聚多巴胺殼層還具有良好的生物相容性，對細胞的毒性很小，有可能應(yīng)用于生物體，如細胞表面蛋白質(zhì)或者糖類等組分的分析。

附圖說明

圖1為本發(fā)明增強拉曼納米粒子的制備流程示意圖。

圖2為增強拉曼納米粒子的透射電子顯微鏡圖（TEM）。

圖3為使用增強拉曼納米粒子檢測三聚氰胺的拉曼光譜圖。

具體實施方式

以下實施例將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。

實施例1

一種增強拉曼納米粒子的制備：

圖1為增強拉曼納米粒子的制備流程示意圖。

以聚多巴胺包金納米粒子為例，其具體制備方法是：