一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法，表面增强拉曼散射基底的制备方法包括以下步骤：（1）将液相A、液相B、金‑石墨烯复合纳米颗粒混合均匀，其中，液相A和液相B为互不相溶的两相；（2）静置使液相A、液相B分层，且使金‑石墨烯复合纳米颗粒位于液相A和液相B的界面处，得到表面增强拉曼散射基底。本发明专利技术实现了界面处的金‑石墨烯复合纳米颗粒基底对多相分析物的同时检测及多相中单一分析物的定量检测，方法简便，准确度高。

Surface enhanced Raman scattering substrate and preparation method thereof

The invention discloses a surface-enhanced Raman scattering substrate and a preparation method thereof. The preparation method of the surface-enhanced Raman scattering substrate comprises the following steps: (1) mixing the liquid phase A, the liquid phase B and the gold graphene composite nanoparticles evenly, wherein the liquid phase A and the liquid phase B are incompatible two phases; (2) statically setting the liquid phase A and the gold graphene composite nanoparticles; The surface-enhanced Raman scattering (SERS) substrate was obtained by delaminating the liquid phase B at the interface between the liquid phase A and the liquid phase B. The invention realizes the simultaneous detection of multiphase analyte and the quantitative detection of single analyte in multiphase on the gold graphene composite nanoparticle substrate at the interface, and the method is simple and accurate.

【技术实现步骤摘要】
一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法
本专利技术涉及一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法，属于纳米材料应用领域。
技术介绍
对食品、药物和环境进行快速准确分析的需求越来越多。然而，实际样品常常是混合物，它包含多种成分并分布在不同的相中(例如，水相，有机相)，这对样品的某一特定成分分析带来了挑战。对一些复杂体系中分析物进行准确灵敏的检测是困难的，因为这些分析物的信号容易被杂质或其他共存分子所掩盖。表面增强拉曼散射(surface-enhancedRamanscattering，SERS)被认为是一种超灵敏的无标记分子检测手段。由于SERS具有丰富的指纹谱信息，高灵敏度和窄的半峰宽，使得SERS适合在复杂体系中进行多分析物检测。因此，制备简单、灵敏的SERS基底来用于多相分析物的同时富集和检测是迫切需要的。金-石墨烯复合纳米颗粒(以下简称“GIAN”)，由于外面包裹了石墨烯，从而具有较强的稳定性；由于内核是金纳米颗粒，又具有很强的拉曼增强效果。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是，目前制备界面处SERS基底所用的方法中，其缺点是需要添加诱导剂或者对纳米颗粒进行表面修饰，所以制备方法较为复杂，颗粒的表面修饰会影响待测分子的分布从而影响其检测效果。另外，目前制备出的界面处SERS基底不具备富集作用，因而基底与分析物的作用力弱，影响检测的灵敏度。本专利技术的技术方案是，提供一种表面增强拉曼散射基底的制备方法，包括以下步骤：(1)将液相A、液相B、金-石墨烯复合纳米颗粒混合均匀，其中，液相A和液相B为互不相溶的两相；(2)静置使液相A、液相B分层，且使金-石墨烯复合纳米颗粒位于液相A和液相B的界面处，在液相A和液相B的界面处得到表面增强拉曼散射基底。本专利技术制备表面增强拉曼散射基底的方法由上述两个步骤组成，非常简便，操作简单，性质优良。对于空白基底，即没有待分析成分时，液相A、液相B可以为两种纯净的互不相溶的溶剂。液相A和/或液相B中含有待分析成分时，此时加入金-石墨烯复合纳米颗粒，通过混合均匀可以使液相中的待分析成分富集到金-石墨烯复合纳米颗粒的表面，然后取出用于检测。其中混合均匀的方式不限，可以为搅拌、震荡等。对于已经制备的金-石墨烯复合纳米颗粒，在使用时可以先进行超声分散(如在水中或乙醇中)，然后再冷冻干燥，以提高金-石墨烯复合纳米颗粒的分散性。由于金-石墨烯复合纳米颗粒(或称金-石墨烯纳米囊，简称GIAN)外层石墨烯具有较大的表面积和大π结构，GIAN对于具有芳香结构的分子具有很强的富集作用。GIAN由于外层石墨烯的润湿性质，使其能够存在于不互溶的两相溶液界面处(水-正己烷，水-二氯甲烷)，利用这一性质，在界面处制备了数层GIAN薄膜基底，并实现了对多相多分析物的同时富集和检测。利用GIAN外层石墨烯的2D峰作为拉曼定量分析的内标分子，实现了界面处GIAN基底对多相中单一分析物的分别定量检测。GIAN基底的同时多相富集和检测能力可进一步应用在药物代谢动力学的研究。基于上述原理，当待分析成分为一种时，待分析成分溶于液相A和/或液相B。待分析成分为两种时，待分析成分1溶于液相A中，待分析成分2溶于液相B。优选地，待分析成分1不溶于液相B，待分析成分2不溶于液相A。一般来说，根据相似相溶的原理，一种待分析成分大部分只会溶于一种液相溶剂。其实，当待分析成分为多种时，同样也可以进行检测。只是得到的图谱稍微复杂一些，如对分析产生干扰，这时可以用一些预处理的手段先分离出部分待测物质。基于上述原理，当多相共存时，相界面处的金-石墨烯复合纳米颗粒也可以实现待测物质的富集与检测。优选地，待分析成分为芳香族化合物。这尤其适用于药物、环境污染物的分析检测中。优选地，所述液相A为水相，液相B为正己烷相、二氯甲烷相或乙酸乙酯相。优选地，所述金-石墨烯复合纳米颗粒中金纳米颗粒被石墨烯包覆。优选地，所述金纳米颗粒为球状或棒状。如CN105562682A制备的石墨烯包裹金纳米棒复合纳米材料；CN103754863A制备的金-石墨烯复合纳米材料。当液相A和液相B中均不含待分析成分时，得到空白的表面增强拉曼散射基底；当液相A和/或液相B中含待分析成分时，得到待分析的表面增强拉曼散射基底。本专利技术还提供一种由上述制备方法获得的表面增强拉曼散射基底。该基底可以直接用于表面增强拉曼散射的检测，不需要额外的改性处理。本专利技术还提供一种利用表面增强拉曼散射的分析检测方法，该分析检测方法利用的表面增强拉曼散射基底为上述任意一种制备方法获得。优选地，将吸取5-20微升含金-石墨烯复合纳米颗粒的混合液置于玻片上，自然干燥后，得到待测试样品，对待测试样品进行拉曼测试。用于制备表面增强拉曼散射基底所需的样品非常少，即可准确的进行分析。金-石墨烯纳米囊的制备方法如下：(1)将HAuCl4加入甲醇中超声处理1—2h，得溶液A，HAuCl4与甲醇的质量体积比为0.25—0.35:75—85，质量单位为g，体积单位为mL；将SiO2加入另一份甲醇中超声处理1—2h，得溶液B，SiO2分与甲醇的质量体积比为1:75—85，质量单位为g，体积单位为mL；混合A溶液和B溶液后再进行超声处理1—2h，除去甲醇，将得到的混合物于75—85℃条件下烘干；其中，所述HAuCl4和SiO2的质量比为0.25—0.35：1；步骤(1)中所述超声波处理是指在170—190w条件下超声处理；(2)将步骤(1)所得的混合研磨成粉末，然后于CH4流量为150—180cm2/mL的气流条件下灼烧8—12min，灼烧温度为800—1000℃，冷却后与HF、乙醇和水组成的混合溶液混合，离心，分离离心液后得到金-石墨烯复合纳米颗粒；其中，所述HF、乙醇和水组成的混合溶液中HF、乙醇和水的体积比例为1.8—2.2:1:1，优选为2:1:1；所述粉末与HF、乙醇和水组成的混合溶液的质量体积比为1.25—1.35：6—8，优选为1.29:6—8，质量单位为g，体积单位为mL。表面增强拉曼散射基底的制备方法如下：将步骤(2)所得的金-石墨烯纳米囊颗粒超声分散并在-4℃温度下冻干，得固体粉末。在离心管中加入等体积的水和正己烷(正己烷可以更换为二氯甲烷，乙酸乙酯)，加入金-石墨烯纳米囊固体粉末，粉末质量与溶剂总体积比例为1:1.2-2.5优选为1:2.5，质量单位为mg，体积单位为mL，涡旋振荡10-20min，即得到存在于界面处的金-石墨烯纳米囊基底。本专利技术制备方法简单，成本低，可控性强。制备出的金-石墨烯纳米囊(以下简称“GIAN”)均一性好，性质稳定。GIAN，由于外面包裹了石墨烯，从而具有较强的稳定性；由于内核是金纳米颗粒，从而具有很强的拉曼增强效果。由于GIAN外层石墨烯具有较大的表面积和大π结构，GIAN对于具有芳香结构的分子具有很强的富集作用。GIAN由于外层石墨烯的润湿性质，使其能够存在于不互溶的两相溶液界面处(水-正己烷，水-二氯甲烷，水-乙酸乙酯)。本专利技术的有益效果为：在两相溶液界面处的制备金-石墨烯复合纳米颗粒薄膜基底，并实现了对多相多分析物的同时富集和检测。利用金-石墨烯复合纳米颗粒外层石墨烯的2D峰作为拉曼定量分析的内标分子，实现了界面处的金-石墨烯复合纳米颗粒基底对多相中单一分析物的分别定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种表面增强拉曼散射基底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将液相A、液相B、金‑石墨烯复合纳米颗粒混合均匀，其中，液相A和液相B为互不相溶的两相；（2）静置使液相A、液相B分层，且使金‑石墨烯复合纳米颗粒位于液相A和液相B的界面处，在液相A和液相B的界面处得到表面增强拉曼散射基底。

【技术特征摘要】
1.一种表面增强拉曼散射基底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将液相A、液相B、金-石墨烯复合纳米颗粒混合均匀，其中，液相A和液相B为互不相溶的两相；（2）静置使液相A、液相B分层，且使金-石墨烯复合纳米颗粒位于液相A和液相B的界面处，在液相A和液相B的界面处得到表面增强拉曼散射基底。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，待分析成分为一种时，待分析成分溶于液相A和/或液相B中。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，待分析成分为两种时，待分析成分1溶于液相A中，待分析成分2溶于液相B中。4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，待分析成分1不溶于液相B中，待分析成分2不溶于液...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卓，刘芳，谭蔚泓，张良，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43