[發明專利]銀腦回/石墨烯/金膜三維SERS基底及制備方法

有效

• 申請號: 201710602081.6
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107462565B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 張超;李崇輝;滿寶元;姜守振;楊誠;郁菁
• 申請（專利權）人: 山東師范大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發明提供一種銀腦回/石墨烯/金膜復合型三維拉曼增強基底制備方法及應用，包括以下步驟：利用熱蒸鍍的方法在石英基表面沉積金納米薄膜，濕法轉移化學氣相沉積法(CVD)生長的石墨烯，之后再利用熱蒸鍍的方法在石墨烯表面蒸鍍銀腦回納米結構即可獲得銀腦回/石墨烯/金膜復合型三維拉曼增強基底。重復以上步驟可在柔性超薄的云母片上制備銀腦回/石墨烯/金膜三維復合結構得到柔性拉曼增強基底用于食品安全檢測。

技術領域

本發明屬于三維拉曼增強(SERS)基底領域，特別涉及一種基于銀腦回/石墨烯/金膜復合型三維SERS基底制備方法及應用。

背景技術

拉曼增強這一物理現象，由于其可以提供超靈敏和無標記的化學和生物分析，近幾年已經吸引了廣大研究者們的注意力。研究人員已經付出很多努力提高拉曼增強基底的增強強度、靈敏度和均勻性。研究表明，這些指標主要取決于貴金屬在受到激光激發的作用產生的熱點的數量和密度。三維拉曼增強基底相比二維增強基底而言，具有較大的比表面積，因而可以增加熱點的數量，同時非常利于待測分子的吸附，因此可以獲得高靈敏度的拉曼增強信號。目前大量工作主要采用高成本、工藝復雜的光刻技術、電子束光刻技術和磁控濺射技術在貴金屬表面包裹介電層實現二維或者三維拉曼增強基底制備，因此限制了大批量生產。

中國專利CN201510417395.X公開了一種G-SERS基底的制備方法及癌細胞檢測方法，為銀納米結構-石墨烯-金納米結構器件。但其增強強度、靈敏度和均勻性等指標極易受金屬納米結構的形狀、尺寸和周期性的影響。因此，急需開發一種靈敏度更高、均一性更好的新型拉曼增強基底。

發明內容

為了克服上述不足，本發明提供一種基于銀腦回/石墨烯/金膜復合型三維拉曼增強基底制備方法及應用。本發明操作簡單、成本低，可實現三維拉曼增強基底的批量化制備，而且獲得的拉曼增強基底靈敏度高、均一性高，并且可以投入實際應用。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種銀腦回/石墨烯/金膜復合型三維拉曼增強基底，包括：

石墨烯-金納米結構基底；

沉積在石墨烯-金納米結構基底上的銀腦回納米結構；

其中，所述銀腦回納米結構為與人類大腦皮層的腦回與腦溝結構類似的、由納米銀構成的結構體。

相比傳統的球形納米顆粒，本發明復雜的銀腦回納米結構由于其較高的周期性和超狹窄的納米間隙使拉曼增強基底就有更多，密度更大的熱點。

優選地，所述銀腦回納米結構的寬度為10-30nm，間隙為1-10nm，厚度為2-10nm。

優選地，所述基底材料為石英、硅或柔性超薄云母片。

優選地，所述石墨烯-金納米結構基底中，金納米薄膜厚度為10-50nm。

優選地，所述石墨烯-金納米結構基底中，石墨烯層數為2-10層。

本發明還提供了一種銀腦回/石墨烯/金膜復合型三維拉曼增強基底的制造方法，包括：

制備石墨烯-金納米結構基底；

在石墨烯-金納米結構基底上熱蒸鍍銀腦回納米結構，即得；

所述銀腦回納米結構為與人類大腦皮層的腦回與腦溝結構類似的、由納米銀構成的結構體。

相比傳統的球形納米顆粒，本發明復雜的銀腦回納米結構具有以下優點：

1.比表面積大：有利于待測分子和基底有效地接觸，使拉曼增強基底更加靈敏；

2.納米間隙超狹窄：在激光的激發下得到更強的電磁場增強；