[發明專利]一種納米金咖啡環的制備方法及其在SERS檢測中的應用

有效

• 申請號: 202010196478.1
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111299606B
• 公開（公告）日: 2021-08-13
• 發明（設計）人: 李敏;閆學松;王宜冰;王德松
• 申請（專利權）人: 中國科學院高能物理研究所
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;G01N21/65;B82Y40/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 朱玲艷

本發明涉及食品安全檢測技術領域，提供了一種納米金咖啡環的制備方法及其在SERS檢測中的應用。本發明利用納米金溶膠制備得到了納米金咖啡環，并且通過對納米金溶膠的水洗去除了溶膠中的還原劑，能夠制備得到邊緣均勻整齊的咖啡環，以本發明制備的納米金咖啡環作為SERS基底，能夠顯著提高拉曼信號的強度。實施例結果表明，以本發明制備的納米金咖啡環作為SERS基底檢測羅丹明6G時，檢出限低至5×10^?8M，說明本發明的納米金咖啡環可作為SERS基底用于痕量分析物的檢測。

技術領域

本發明涉及食品安全檢測技術領域，尤其涉及一種納米金咖啡環的制備方法及其在SERS檢測中的應用。

背景技術

表面增強拉曼光譜(SERS)由于靈敏度高、速度快、能夠提供分子結構等優點，在化學和生物分析中得到了廣泛的應用，特別是在食品安全檢測領域有廣泛的應用。表面增強拉曼散射(SERS)主要來源于貴金屬納米粒子的局域表面等離子體共振(LSPR)特性，金、銀納米粒子是應用最廣泛的貴金屬SERS基底材料，它們通過聚集可以顯著地增強拉曼信號，在生物醫學、環境科學和食品安全等領域有著重要的應用。

SERS信號主要是由基底的表面等離子體共振產生的巨大電磁場所引起的，而且基底上尖銳的凸起或微小的縫隙處往往會形成更強的電磁場，構成SERS“活性熱點”。“咖啡環效應”指的是固體表面的液滴蒸發，在邊界處形成密集的環狀陣列，在此過程中，大氣、液滴和固體基體之間的三相接觸線被固定。由于溶劑的蒸發，促使溶質從液滴的內部向外流動，從而產生了顯著的毛細管流動，許多納米顆粒聚集在環的邊緣，形成許多團簇，從而提供很多熱點。“咖啡環效應”可以適用于豐富探針分子和NPs，從而產生很強的拉曼信號。但是，目前本領域中不易得到均勻整齊的咖啡環，且利用金納米粒子的咖啡環效應進行SERS檢測還未見報道。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種納米金咖啡環的制備方法及其在SERS檢測中的應用。本發明提供的制備方法能夠得到均勻整齊的納米金咖啡環，所得納米金咖啡環作為SERS基底對拉曼信號的增強效果好，能夠進一步降低目標物的檢測限。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

一種納米金咖啡環的制備方法，包括以下步驟：

(1)將基底依次進行清洗和疏水處理，得到疏水基底；

(2)將納米金溶膠水洗后滴加在疏水基底上，晾干后得到納米金咖啡環；所述納米金溶膠中金納米粒子的直徑為40～45nm；所述納米金溶膠采用檸檬酸鈉還原法制備得到。

優選的，所述步驟(1)中的清洗為依次使用水、乙醇、王水溶液和食人魚洗液清洗；所述疏水處理為：將清洗后的基底在氫氟酸溶液中浸泡。

優選的，所述步驟(2)中納米金溶膠的制備方法包括以下步驟：

(a)將檸檬酸鈉溶液和三水合四氯金酸溶液混合進行還原反應，得到金納米粒子晶種液；

(b)將金納米粒子晶種液和檸檬酸鈉溶液、三水合四氯金酸溶液混合進行生長，得到第一代金粒子溶膠；

(c)將第一代金粒子溶膠在檸檬酸鈉溶液和三水合四氯金酸溶液作用下進行迭代生長，生長到第十四代，即得到所述納米金溶膠。

優選的，所述納米金溶膠的濃度為2.8×10¹²～3.2×10¹²NPs/mL。

優選的，所述步驟(2)中的水洗為離心水洗；所述離心水洗的轉速為6500～7000rpm，離心水洗的次數為2～3次。

優選的，所述水洗后，還包括將水洗后的納米金溶膠濃縮，所述濃縮的倍數為2～8倍。

本發明提供了上述方案所述制備方法制備得到的納米金咖啡環。