[發明專利]一種基于黑磷金濾紙的三維SERS基底及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210085325.9
• 申請日: 2022-01-25
• 公開（公告）號: CN114609116A
• 公開（公告）日: 2022-06-10
• 發明（設計）人: 葉丙剛;劉巖;詹菲;李攀;李威;施霞;何承劍;胡國生;戴春平;劉智明;郭周義
• 申請（專利權）人: 廣東食品藥品職業學院
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;B82Y40/00;B82Y30/00;B82Y5/00
• 代理公司: 廣州知友專利商標代理有限公司 44104
• 代理人: 宣國華;劉艷麗

本發明公開了一種基于黑磷金濾紙的三維SERS基底的制備方法，該方法先合成黑磷納米片，再采用熱回流法合成黑磷金納米顆粒分散液，然后將濾紙在黑磷金納米顆粒分散液中，清洗、干燥，即為基于黑磷金濾紙的三維SERS基底，還公開了上述基于黑磷金濾紙的三維SERS基底在制備食源性細菌檢測制劑方面的應用。

技術領域

本發明屬于拉曼光譜技術領域，具體涉及一種基于黑磷金濾紙的三維SERS基底及其制備方法和應用。

背景技術

拉曼光譜(RS)顯示出根據物質的振動指紋識別物質的巨大潛力。然而，傳統的拉曼信號強度低，一些分子產生熒光干擾，使得成分復雜、自發熒光強的生物樣品難以檢測。當樣品接近或吸附在貴金屬(如金和銀)的粗糙表面時，與傳統的拉曼相比，目標分析物的拉曼信號可以大大增強，因此表面增強拉曼光譜(SERS)已成為生物檢測中一種更靈敏的分析技術，具有預處理簡單的優點，操作簡單，檢測時間短，靈敏度高。利用SERS技術，可以在低激發功率下獲得高質量的拉曼信號，從而防止對生物樣品的損傷。此外，SERS可以降低生物樣品的自發熒光背景。因此，表面增強拉曼光譜在生物領域顯示出巨大的應用前景。近年來，SERS在微生物檢測中也發揮了重要作用。

黑磷(BP)，作為一種新興的無機二維納米材料，具有很高的生物相容性和層依賴性，直接帶隙在0.3eV到2.0eV，已成為生物醫學、電子學和光電子學領域最具潛力的材料之一。在本申請發明人之前的研究中，BP金納米片被用于SERS生物分析。金納米顆粒在BP納米片上的修飾使BP納米片的CM和金納米片的EM能夠集成，從而比裸金納米顆粒或BP納米片顯著增強和高度可重復檢測化學分子，展示了其在生物應用中的巨大潛力。

與傳統基底相比，三維(3D)SERS基底不僅具有更大的表面積，有利于吸附更多的探針分子，而且當基底被貴金屬納米顆粒修飾時，還可以為分析物提供更多的“熱點”和結合位點。Yang等人制備了一種新的3D介孔ZnO/Ag SERS基底，該基底具有高靈敏度和重現性，用于檢測染料，并且3D基底顯示出良好的SERS活性。此外，基于Au/TiO₂、Ag/ZnO、Au/石墨烯和Ag/石墨烯的類似3D SERS基底已開發用于生物醫學檢測。但這些底物的制備過程耗時且復雜。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于黑磷金濾紙的三維SERS基底的制備方法，該方法工藝簡潔，成本低。

本發明的目的還在于提供上述方法制備獲得的基于黑磷金濾紙的三維SERS基底，這些基于濾紙的SERS基底可以產生更多的“熱點”，以實現更強的增強效果，并保持良好的信號再現性。

本發明的最后一個目的在于提供上述基于黑磷金濾紙的三維SERS基底在制備食源性細菌檢測制劑方面的應用。

本發明的上述第一個目的可以通過以下技術方案來實現：一種基于黑磷金濾紙的三維SERS基底的制備方法，包括以下步驟：

(1)選取黑磷分散于N-甲基吡咯烷酮中，先采用超聲波探頭在冰上超聲處理，然后在冰浴中進行超聲處理，得分散液，將分散液低速離心以去除未剝離的黑磷，再高速離心以收集黑磷納米片，將收集的黑磷納米片重懸在N-甲基吡咯烷酮中，得黑磷納米片；

(2)將HAuCl₄分散在沸水中，然后加入步驟(1)中制備的黑磷納米片，攪拌使黑磷與金結合在一起，然后離心去除裸露的金納米顆粒，進而得到含黑磷-金納米顆粒的分散液；

(3)將濾紙在步驟(2)制備的含黑磷-金納米顆粒的分散液中浸泡后，清洗，干燥，即制得基于黑磷金濾紙的三維SERS基底。

本發明基于黑磷金濾紙的三維SERS基底的制備方法，該方法先合成黑磷納米片，再采用熱回流法合成黑磷金納米顆粒分散液，然后將濾紙浸泡在黑磷金納米顆粒分散液中，清洗、干燥，即制得基于黑磷金濾紙的三維SERS基底。

在上述基于黑磷金濾紙的三維SERS基底的制備方法中：