[發明專利]一種金納米仙人球SERS襯底及其制備方法

在審

• 申請號: 202011388002.4
• 申請日: 2020-12-01
• 公開（公告）號: CN112499579A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 陳雯雯;張德;余志;倪德江;梁培;李琛;岳亞奇
• 申請（專利權）人: 華中農業大學;中國計量大學
• 主分類號: B81B7/04
• 分類號: B81B7/04;B81C1/00
• 代理公司: 杭州鈐韜知識產權代理事務所(普通合伙) 33329
• 代理人: 唐靈;趙杰香

本發明公開了一種金納米仙人球SERS襯底的制備方法，具體通過種子生長法合成一種具有表面拉曼增強效果的納米材料??金納米仙人球。該方法主要包括：(a)金種子制備(b)金種子生長(c)將金納米顆粒在預設離心轉速下用去離子水反復洗滌離心五次，并在真空干燥箱中進行烘干，得到干燥的襯底；(d)將待測探針分子滴定到該襯底上，并在真空干燥箱中進行烘干，從而使該襯底能夠進行拉曼檢測。本發明優選了團聚較緊實、粒徑較大、形貌均一、單分散性好、表面粗糙度高，具備多個“凸起”或“耦合熱點”和SERS效應強的金納米顆粒，具有較好的應用潛力。

技術領域

本發明涉及納米材料制備技術領域和拉曼散射檢測技術領域，尤其涉及一種金納米仙人球SERS襯底的制備方法。

背景技術

拉曼光譜作為一種快速、靈敏的光學檢測技術，主要通過光與材料內各分子的化學鍵進行相互作用從而獲得散射光的信息以反推材料的分子信息。表面增強拉曼光譜(SERS)作為一種獨特的光譜檢測技術，由于其具有高靈敏度、檢測速度快、無損傷、樣品所需量少、水溶劑干擾小等突出的優點，在許多領域得到了廣泛的應用。目前，大眾普遍認可的SERS增強理論主要包括電磁場增強機理以及電荷轉移增強機理。

貴金屬納米材料的自由電子在光的照射下產生了局域表面等離子共振(LSPR)，尤其各向異性的納米顆粒可在其表面形成較明顯的增強電磁場，使納米材料具有多種光學和表面化學特性，具有較高SERS檢測靈敏度。并且由于納米金顆粒在SERS檢測中具有良好的生物相容性，在生物、醫學等領域具有較好應用前景，因而備受眾多研究人員關注。

現有技術中制備金納米顆粒主要有種子介導生長法和一步合成法，已研究出金納米棒、金納米星、金納米三角片等結構，不同形貌的襯底具有不同的SERS效應。納米顆粒的SERS效應主要取決于其襯底形貌、粒徑大小、成分組成、熱點分布、聚集結構等。襯底表面的凸起或耦合熱點使其光照下的局域表面等離子共振(LSPR)極其敏感，具備極強的電磁場增強效應，從而表現出明顯的SERS效應。

目前金納米顆粒襯底主要存在以下問題：形成機理和制備過程復雜耗時、表面粗糙度低、零維結構單一、襯底不均勻、可重復性差等問題。

因此，開發一種形貌均一、單分散性好、表面粗糙度高，具備多個“凸起”或“耦合熱點”和SERS效應強的金納米仙人球SERS襯底已成為業內亟待解決的技術問題。

發明內容

針對現有技術的上述問題，本發明提出了一種金納米仙人球SERS襯底的制備方法，所述方法包括以下步驟：(a)、制備金種子：將第一可溶性金源加入到30ml沸騰攪拌的去離子水中，2分鐘后加入第一還原劑，并進行沸騰攪拌，使溶液呈酒紅色，得到金種子；(b)、金種子生長：將第一預設體積的第二可溶性金源加入到10ml攪拌的去離子水中，相繼加入上述步驟(a)制備得到的金種子、第二預設體積的第一還原劑、第二還原劑，并在預設溫度、預設時間下充分攪拌，形成金納米顆粒，其中所述第一還原劑相比所述第二還原劑具有更弱的還原性；(c)、將金納米顆粒在預設離心轉速下用去離子水反復洗滌離心五次，并在真空干燥箱中進行烘干，得到干燥的襯底；(d)、將待測探針分子滴定到該襯底上，并在真空干燥箱中進行烘干，從而使該襯底能夠進行拉曼檢測。

在一實施例中，所述第一可溶性金源和第二可溶性金源為不同濃度、不同預設體積的氯金酸；所述第一還原劑為檸檬酸鈉；所述第二還原劑為間二苯酚/對二苯酚。

在一實施例中，所述步驟(a)中，所述第一可溶性金源的濃度為0.024mol/L，體積為300uL；所述第一還原劑濃度為1％，體積為900uL。

在一實施例中，所述步驟(b)中，所述第二可溶性金源的濃度為0.1mol/L，所述第一還原劑的濃度為1％；

在一實施例中，優選的，所述步驟(b)中，所述第二可溶性金源的第一預設體積為400uL；所述第一還原劑的第二預設體積為200uL。

在一實施例中，所述步驟(b)中，金種子體積為50uL。