[發明專利]一種雙層金納米顆粒修飾的柔性SERS基底及其制備方法

在審

• 申請號: 202110324174.3
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN112893865A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 渠陸陸;謝天華;張凡利;鄒坤;李玥靜;李志艷
• 申請（專利權）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: B22F9/24
• 分類號: B22F9/24;B22F1/00;C23C26/00;G01N21/65;B82Y15/00;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 馬進

一種雙層金納米顆粒修飾的柔性SERS基底的制備方法，通過由連續的逐層沉積并轉移的方式獲得緊密堆積的三維Au粒子納米結構，并置于透明且具柔性的PDMS薄膜表面。兩層金納米顆粒的緊密堆積，減少了納米顆粒之間的間隙，使得納米粒子之間的電磁場增強，從而提高了SERS的靈敏度。同時，PDMS膜為納米顆粒的自組裝提供了平坦的表面，其靈活而透明的特性可用于原位檢測任意待測表面上的分析物。

技術領域

本發明涉及SERS基底，具體涉及一種以聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜為負載模板，通過連續的逐層沉積并轉移的方式獲得緊密堆積的三維Au納米顆粒薄膜結構。

背景技術

等離激元“熱點”在表面增強拉曼散射(SERS)過程中起著關鍵作用，使得SERS技術在光譜分析中具有超高的表面靈敏度。由于金和銀納米顆粒(Au NPs和Ag NPs)是構筑“熱點”的主要物質已被最廣泛地用作拉曼增強基底。相較于Ag NPs，Au NPs尺寸和形態容易可控，穩定性好和優異的生物相容性等優點。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型的具有雙層金納米顆粒修飾的柔性SERS基底。

為實現上述發明目的，本發明的技術方案具體如下：

一種雙層金納米顆粒修飾的柔性SERS基底的制備方法，包括以下步驟：

S1.將金種子加入超純水中，冰浴攪拌一段時間，再依次加入檸檬酸鈉、抗壞血酸，持續冰浴攪拌，然后加入HAuCl₄，在冰浴中持續攪拌，最后在水浴鍋加熱，制備出Au NPs膠體；

S2.將環己烷滴加到裝有Au NPs膠體的容器中，以產生有機-水界面，再滴入無水乙醇使有機-水界面形成Au NPs單層膜，待環己烷完全蒸發后，將硅片以小角度浸入納米顆粒單層膜中并緩慢拉出，使納米顆粒單層膜轉移到硅片表面；納米顆粒薄膜干燥后，進行重復轉移，生成三維納米顆粒薄膜結構；

S3.將PDMS膜從一端放置表面并輕壓，然后直接剝離，將三維Au納米顆粒薄膜轉移到PDMS膜的表面，制備出兩層金納米粒子改性的柔性SERS基底。

進一步的，所述步驟S1包括：用移液槍移取3mL的45nm金種子到裝有20mL超純水的圓底燒瓶中，-5℃冰浴攪拌10min，再依次加入30uL 1％檸檬酸鈉、0.4mL 1％抗壞血酸，持續冰浴攪拌15min，然后加入0.654mL 1％HAuCl₄，在冰浴中持續攪拌20min，最后在70℃水浴鍋加熱30min，制備出120nm的Au NPs膠體。

進一步的，所述步驟S2包括：將2mL環己烷滴加到裝有Au NPs膠體的燒杯中，以產生有機-水界面；接著，將無水乙醇滴加該燒杯中；在乙醇的誘導下，Au NPs單層膜立即在有機-水界面形成，顯示出閃亮的金黃色；待環己烷完全蒸發后，將硅片以小角度浸入納米顆粒單層膜中并緩慢拉出，從而將納米顆粒單層膜轉移到硅片表面；納米顆粒薄膜干燥后，進行重復轉移，生成了三維納米顆粒薄膜結構。

進一步的，所述硅片浸入角度為5-10°。

進一步的，所述步驟S2之前還包括步驟S2'：將Au NPs膠體以8000rpm離心5min，取其沉淀，將濃縮的顆粒再分散適量的超純水中。

進一步的，所述步驟S3中，制備PDMS膜的固化劑與基礎彈性體體積之比為1：13。

本發明還提供了由上述方法制備的雙層金納米顆粒修飾的柔性SERS基底。

與現有技術相比，本發明的有益效果：