[發明專利]一種核殼嵌入型拉曼增強劑及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 201911348569.6
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111122539A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 邵靜;劉穎
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;B82Y40/00;B82Y30/00;B82Y15/00
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所(普通合伙) 44268
• 代理人: 王永文

本發明公開一種核殼嵌入型拉曼增強劑及其制備方法與應用，所述核殼嵌入型拉曼增強劑自內向外依次包括：內核、嵌入層、外殼，所述內核的材料為耐高溫納米粒子，所述嵌入層的材料為金屬，所述外殼的材料為耐高溫納米材料。本發明的核殼嵌入型拉曼增強劑大大減少了制備拉曼增強劑時貴金屬的使用量，從而減少其制備成本；且該核殼嵌入型拉曼增強劑的內核和外殼因均采用耐高溫材料使得其在經過熱處理后對樣品的拉曼信號的增強仍能保持穩定。

技術領域

本發明涉及激光拉曼光譜的檢測技術領域，尤其涉及一種核殼嵌入型拉曼增強劑及其制備方法與應用。

背景技術

拉曼光譜是一種高效，快速的分子檢測技術，其能有效鑒定混合物中的不同成分，在食品安全，考古等方面有廣泛的應用。但是，拉曼光譜本身信號強度很低，大大限制了其檢測靈敏度和檢測范圍。表面增強拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering，簡稱SERS)光譜技術可使拉曼信號明顯增強，提高其檢測的靈敏度。然而研究人員在實驗中也逐漸發現了SERS存在的兩大普適性問題：一是基底材料的普適性,只有在金、銀、銅和一些不常用的堿金屬表面能得到較強SERS效應，除此以外的金屬體系一直沒能在實驗中檢測出高的SERS效應；二是表面形貌的普適性，只有在粗糙的或具有一定納米結構的金屬表面能得到高SERS活性，表界面研究中常用到的平滑表面乃至單晶表面均無法用于SERS研究，這使得SERS技術在很長一段時間內并未被表面科學家所認可。

對于SERS光譜技術存在的普適性問題，目前有以下幾種解決方法：(1)增加金、銀電極表面的粗糙度；(2)以金、銀的納米顆粒為基底材料；(3)在待測基底的表面形成“島”式結構，再在“島”式結構的外面鍍上一層隔絕層；(4)在金、銀納米顆粒的外面包裹一層金屬隔絕層或惰性物質隔絕層形成核殼結構納米粒子。但是，現有的增強技術中大多數方法必須在基底上進行改善，而“島”式結構的增強材料對原材料本身要求高，核殼結構納米粒子具有制備成本高，高溫下性能差，增強效果不夠好等缺點。

因此，現有技術還有待于改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種核殼嵌入型拉曼增強劑及其制備方法與應用，旨在解決現有的拉曼增強材料的成本高、高溫下的對拉曼信號的增強效果差的問題。

本發明的技術方案如下：

一種核殼嵌入型拉曼增強劑，其中，所述核殼嵌入型拉曼增強劑自內向外依次包括：內核、嵌入層、外殼，所述內核的材料為耐高溫納米粒子，所述嵌入層的材料為金屬，所述外殼的材料為耐高溫納米材料。

所述的核殼嵌入層型拉曼增強劑，其中，所述耐高溫納米粒子選自二氧化硅納米粒子、二氧化鈦納米粒子、三氧化二鋁納米粒子中的一種或多種；和/或所述耐高溫納米材料選自二氧化硅、二氧化鈦、三氧化二鋁中的一種或多種。

所述的核殼嵌入型拉曼增強劑，其中，所述金屬選自Au、Ag、Cu、Pt及其以任意組合形成的合金中的至少一種。

所述的核殼嵌入層型拉曼增強劑，其中，所述核殼嵌入型拉曼增強劑為球形，其粒徑為150-600nm。

所述的核殼嵌入型拉曼增強劑，其中，所述嵌入層為金屬膜或金屬顆粒層；和/或所述嵌入層的厚度為10-50nm。

所述的核殼嵌入型拉曼增強劑，其中，所述外殼的厚度為1-15nm。

一種如上所述的核殼嵌入型拉曼增強劑的制備方法，其中，包括步驟：

A、提供耐高溫納米粒子；

B、將所述耐高溫納米粒子與還原劑進行混合處理，對所述耐高溫納米粒子的表面進行還原，形成表面具有還原性的耐高溫納米粒子；