[發明專利]一種具有磁性的表面增強拉曼光譜基底及其制備方法

有效

• 申請號: 201410094616.X
• 申請日: 2014-03-15
• 公開（公告）號: CN104034715A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 葉英杰;郭怡;楊柳;黃漢京
• 申請（專利權）人: 河南工程學院
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張春

技術領域

本發明涉及一種分析檢測方法，具體涉及一種表面增強拉曼光譜的檢測方法。?

背景技術

1928年印度科學家C.V.拉曼實驗發現，當光穿過透明介質被分子散射的光發生頻率變化，這一現象稱為拉曼散射。拉曼光譜和紅外光譜一樣可以反映分子振動-轉動能級的信息，但拉曼散射的信號非常的弱，其強度僅有入射光強的百萬分之一，因而在發現之初的一段時期并不廣泛的被科學界重視。直到1974年，Fleishmann等人發現，在對光滑銀電極表面進行粗糙化處理后，首次獲得吸附在銀電極表面上單分子層吡啶分子的高質量的拉曼光譜，其強度與溶液相中的吡啶的拉曼散射信號相比，增強約6個數量級（即一百萬倍）。這種與粗糙表面有關的拉曼增強效應被稱為表面增強拉曼散射（Surface?Enhanced?Raman?Scattering，SERS）效應。?

自從SERS效應被發現后，具有超強拉曼增強效果、簡便易得的SERS基底一直是研究的熱點。常用的SERS基底制備方法是在溶液中制得金或銀的納米顆粒，在制備過程中為了防止金或銀的納米顆粒團聚，通常需要使用表面活性劑來保護這些納米顆粒，然后離心、洗滌數次，最后收集這些納米顆粒，操作繁瑣并且浪費能源；而且表面活性劑會吸附在納米顆粒表面，干擾檢測結果或者降低檢測信號的強度。?

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中用金或銀的納米顆粒制備的基底需要表面活性劑達到分散效果，造成操作繁瑣，浪費能源，并影響檢測效果等問題，本發明提供一種低成本的具有磁性的表面增強拉曼光譜基底，以及工藝簡單的基底制備方法。?

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種具有磁性的表面增強拉曼光譜基底，所述基底是由核殼結構的Fe₃O₄/Ag顆粒堆積而成的；所述核殼結構的Fe₃O₄/Ag顆粒的核是Fe₃O₄，殼層是Ag。?

具有磁性的表面增強拉曼光譜基底的制備方法，具體包括如下步驟：?

（1）將Fe₃O₄微球分散在水中，超聲分散10～20分鐘，制成分散液；然后在分散液中加入抗壞血酸；

（2）將步驟（1）制得的分散液中加入AgNO₃，在0～65℃條件下反應20～120min，反應結束后用磁鐵收集產物，用水和乙醇洗滌，得到Fe₃O₄/Ag顆粒堆積而成的表面增強拉曼光譜基底。

步驟（1）所述Fe₃O₄微球濃度為0.6～20mg/L。?

步驟（1）所述抗壞血酸在分散液中的濃度為0.04～1.1g/L。?

步驟（2）所述AgNO₃在分散液中的濃度為0.017～0.34g/L。所述反應結束后用磁鐵收集產物，收集的方法是將外部磁鐵靠近反應容器底部，收集時間為10min；所述用水洗滌是指用蒸餾水洗滌磁鐵收集的產物3次。?

步驟（1）所述Fe₃O₄微球的制備方法如下：將0.54g六水合氯化鐵，1.176g二水合檸檬酸鈉，0.36g脲，溶解于40毫升蒸餾水中，再加入0.3g聚丙烯酰胺，攪拌直至完全溶解；將上述溶液轉移到內襯為聚四氟乙烯的50mL反應釜中，密封后置于鼓風干燥箱內，在200℃反應7～10h；反應結束后自然冷卻至室溫，用磁鐵收集黑色沉淀物，先用蒸餾水洗滌3次，再用無水乙醇洗滌3次，在真空干燥箱內于60℃干燥8小時，得到粉末狀Fe₃O₄微球備用。?

將金或銀附著在磁性材料上，那么在洗滌過程中，就不易團聚、融合，且收集過程變得極其簡單，只需用磁鐵吸出該SERS基底材料即可；如果制備SERS基底材料過程中不需要使用表面活性劑，則制備方法將更加簡便。?

與現有技術相比，銀的SERS增強效果比金要好，通常高1至2個數量級，所以我們選擇在Fe₃O₄微粒外包裹一層銀；該SERS基底含有Fe₃O₄核，在制備、洗滌時，可以方便的使用磁鐵收集，避免了使用離心、過濾等繁瑣耗時的方法；本發明在制備銀殼層時，不需要使用表面活性劑，并且制備出的SERS基底分散性較好，無團聚，其拉曼增強功能十分明顯；本發明制備基底的方法簡單，所需材料為常見的藥品、試劑，成本較低。?