[發(fā)明專利]一種微米尺寸的表面增強拉曼基底微球及其制備方法

在審

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• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108355589A
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 游力軍;宋立島;黃慈;許珂;張其清
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: B01J13/02
• 分類號: B01J13/02;G01N21/65
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;高輝

本發(fā)明公開了一種微米尺寸的表面增強拉曼基底微球及其制備方法，屬于復合材料技術領域。本發(fā)明以PGMA為微球基材，采用沉淀聚合法和原位還原沉積技術，以硼氫化鈉、氧化亞銅、氯化亞銅或正丁胺為還原劑，將Ag?NPs沉積在PGMA微球表面，形成PGMA/Ag?NPs表面增強拉曼基底微球。該基底微球對對氨基苯硫酚（ABT）、對氯基苯硫酚（CBT）、對羥基苯硫酚（HBT）等拉曼標簽分子具有很強的表面增強拉曼活性，使其在化學、食品和生物檢測等方面具有良好的應用前景。

技術領域

本發(fā)明屬于復合材料技術領域，具體涉及一種微米尺寸的表面增強拉曼基底微球及其制備方法。

背景技術

表面增強拉曼光譜（SERS）靈敏度高、選擇性好、分析快速；檢測時不破壞樣品的結構，可以提供無損檢測，并且可以提供單分子水平的檢測。因此，在化學分析、環(huán)境檢測、生物診斷等方面引起了廣泛的關注。目前，介電微球/納米粒子由于具有較高的穩(wěn)定性、操作簡單及高SERS活性而成為SERS增強基材的研究熱點，然而，往往由于其成本昂貴抑或在產(chǎn)品結構、重現(xiàn)性、可靠性和“熱點”位置等方面缺乏精確控制，從而阻礙了它們的實際應用。

盡管有許多新穎結構的具有高拉曼增強活性的納米基材被開發(fā)出來，然而它們在傳統(tǒng)的光學顯微鏡下不能被逐個區(qū)分和定位，個體不能被操作，也不能將它們從一個位點移動到指定的位點，從而使很多應用受到限制。如果使用微米級的均勻活性基材，不僅在顯微鏡下就能實現(xiàn)對該基材的各種操作；而且聚焦到單個微球上可以大大的減少由于聚焦多個微球帶來的低重現(xiàn)性和不穩(wěn)定性的發(fā)生。因此，針對以上技術問題，本發(fā)明開發(fā)制備了一種微米級的表面增強拉曼基底微球，其制備方法簡單、成本低廉，有利于增強檢測的可操控性、重現(xiàn)性和穩(wěn)定性，在拉曼檢測和分析方面具有良好應用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種微米尺寸的表面增強拉曼基底微球及其制備方法，所得微球可在顯微鏡下進行各種操作，并對拉曼標簽分子對氨基苯硫酚（ABT）、對氯基苯硫酚（CBT）、對羥基苯硫酚（HBT）等具有很強的表面增強拉曼活性，使其在化學、食品和生物檢測等方面具有良好的應用前景。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

一種微米尺寸的表面增強拉曼基底微球，其是以聚甲基丙烯酸縮水甘油脂（PGMA）為微球基材，銀納米粒子（Ag-NPs）作為表面增強元素，采用沉淀聚合法和原位還原沉積技術，將Ag-NPs沉積在PGMA微球表面，制成的PGMA/Ag-NPs表面增強拉曼基底微球，其粒徑大小為3.2 μm。其制備方法具體包括如下步驟：

（1）將5.0 g甲基丙烯酸縮水甘油脂（GMA）、1.0 g聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、87 mL乙醇、13mL離子水、0.1 g偶氮二異丁腈（AIBN）與熒光探針分子混合，70℃反應12 h后，離心分離出產(chǎn)物，再于50℃真空干燥2 h得到PGMA微球；

（2）將10 mg步驟（1）得到的PGMA微球加入到50 mL含5 mg -160 mg AgNO₃的乙醇溶液中，加入0.01-0.5 g還原劑，然后放置于搖床中，在50℃下振蕩反應60 min，離心后用乙醇清洗2-3次，50℃真空干燥2 h，得到PGMA/Ag-NPs基底微球。

所述還原劑包括硼氫化鈉、正丁胺、氧化亞銅、氯化亞銅中的任意一種。

本發(fā)明所得表面增強拉曼基底微球的粒徑為3.2 μm，其中，銀納米粒子（120 nm左右）均勻包覆在微球表面，在進行拉曼激光檢測時，排列整齊、致密的銀納米粒子之間可以產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子效應，從而得到高性能的表面拉曼增強效應，使所得基底微球可在表面增強拉曼顯微鏡下清晰分辨并實現(xiàn)顯微分離和篩選操作，在檢測時還可進行單微球表面增強檢測。