[發明專利]一種表面增強拉曼散射基底及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201710261949.0
• 申請日: 2017-04-20
• 公開（公告）號: CN107235471B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 易國斌;王建超;羅洪盛;俎喜紅;張銘海
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: B82B1/00
• 分類號: B82B1/00;B82B3/00;B82Y15/00;B82Y30/00;B82Y40/00;G01N21/65
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所 44329
• 代理人: 張燕玲;楊曉松

本發明屬于激光拉曼檢測技術領域，公開了一種表面增強拉曼散射基底及其制備方法和應用。該基底的表面覆蓋有有序刻蝕銀納米線膜，該有序刻蝕銀納米線薄膜是由相互平行的刻蝕銀納米線有序排列而成，刻蝕銀納米線之間的平均間距0?15nm，單根刻蝕銀納米線表面的粗糙度在0?20nm。制備方法是利用化學方法在銀納米線表面進行刻蝕，再將這種刻蝕銀納米線通過三相界面法進行自組裝，然后轉移到基底表面。該方法不僅具有方法簡單、成本低廉、易于實現等優點。將該基底用于SERS檢測，具有較高的檢測靈敏度，用羅丹明B為探針分子時最低檢測限可達10^?11M，在食品、環境、醫療、生物等領域有廣泛的潛在應用前景。

技術領域

本發明屬于納米科學、分析科學、生命科學、環境科學，食品科學以及激光拉曼檢測技術領域，具體涉及一種表面增強拉曼散射基底及其制備方法和應用。

背景技術

表面增強拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering，SERS)，由于具有極高的靈敏度，可實現對樣品分子的單分子檢測，已經成為十分重要的快速微量檢測手段。SERS基底的活性很大程度上與金屬納米顆粒的大小、形狀、表面粗糙程度以及間距相關。因此，制備高性能SERS基底對于金屬納米顆粒的形狀的控制合成和間距調控要求是相當高的。

隨著納米科學的發展，不同形狀的納米材料合成出來，經常作為組成SERS基底的納米材料包括，金銀納米球，納米立方，納米線等等，其中銀納米線是較為廣泛使用的納米材料或之一，然而銀納米線作為組成SERS基底的材料時，熱點主要分布于銀納米線的尖端處，且表面信號不均勻，同時雜亂無章排布的銀納米線膜導致SERS基底各點信號的重線性的較差。限制了它的廣泛應用。

發明內容

為了克服現有技術的缺點與不足，本發明的首要目的在于提供一種表面增強拉曼散射基底。

本發明的另一目的在于提供一種上述表面增強拉曼散射基底的制備方法。該方法利用化學刻蝕劑將銀納米線的表面進行刻蝕，用三相界面自組裝法組裝新型刻蝕銀納米線，之后轉移到基底表面，形成有序刻蝕銀納米線膜作為表面增強拉曼散射基底，此方法制備的有序刻蝕銀線膜基底中，熱點不僅存在于銀納米線尖端處，并且也存在于刻蝕后形成的粗糙表面和取向后形成的納米級間隙處，能夠產生更強的拉曼增強信號；并且有序結構形成后，基底表面SERS信號的重現性亦大大提高。

本發明的再一目的在于提供上述表面增強拉曼散射基底的應用。

本發明的目的通過下述技術方案實現：

一種表面增強拉曼散射基底，該基底的表面覆蓋有有序刻蝕銀納米線膜，該有序刻蝕銀納米線膜是由相互平行的刻蝕銀納米線有序排列而成，刻蝕銀納米線之間的平均間距0-15nm，單根刻蝕銀納米線表面的粗糙度在0-20nm。

我們規定單根刻蝕銀納米線表面的粗糙度(R)：

其中Xn代表銀納米線沿長軸方向橫截面上任意一點的高度，代表該橫截面上銀納米線的平均高度。

刻蝕銀納米線之間的平均間距(D)：

D_maxi為相鄰兩條銀納米線的最大間距。

上述表面增強拉曼散射基底的制備方法，包括以下步驟：

(1)通過刻蝕劑對銀納米線表面刻蝕處理，形成刻蝕銀納米線溶膠；

(2)通過界面自組裝法在三相界面處形成有序刻蝕銀納米線薄膜；

(3)將界面上自組裝的有序刻蝕銀納米線薄膜轉移到基底表面，形成表面增強拉曼散射基底。

步驟(1)所述刻蝕劑為體積比(10：1)-(1：1)的濃氨水和雙氧水混合物。