一种固相SERS纳米基底的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种固相SERS纳米基底的制备方法，通过纳米金种溶液的制备、纳米金种在玻璃片上的固定和原位种子生长，在平面玻璃载体表面生长出单层的纳米金结构，从而得到一种固相SERS纳米基底。该方法通过调节生长条件对纳米粒子的间隙进行有效控制，制备得到的单层纳米金膜固相SERS纳米基底具有高密度的小纳米间隙，表面均一性好，并且在近红外区域有较强吸收，与激发波长在近红外区域的便携式拉曼光谱仪配合使用时具有优异的表面增强拉曼活性，以二苄基二硫醚为探针分子的检出限低于1mg/kg。1mg/kg。1mg/kg。

【技术实现步骤摘要】
一种固相SERS纳米基底的制备方法


[0001]本专利技术涉及表面增强拉曼检测
，具体涉及到一种固相SERS纳米基底的制备方法。

技术介绍

[0002]目前的SERS基底主要基于纳米金，纳米银等贵金属纳米粒子制备而成。由于形貌和尺寸的关系，贵金属纳米粒子表面的电磁场强度往往无法达到完全均匀的分布，因此要求SERS基底具有高密度的SERS热点。一般有以下三种方式可以实现具备此特征SERS基底的制备：其一，调控金属单晶、多晶和孪晶的生长可得到各向异性的贵金属纳米粒子，这种特殊形貌往往具有尖端或粒子内空隙的热点；第二，通过化学途径(比如增大离子强度)在溶液相诱导纳米粒子聚集产生的热点；第三，以物理或化学的方式在二维甚至三维空间调控/制造纳米粒子间隙的热点。第一点是SERS基底的基础，后两者是SERS基底的最终存在形式，即液相的SERS基底和固相的SERS基底。然而，由于SERS检测依靠的是近场增强效应，溶液相中贵金属纳米粒子与待测物两者皆处于不可控的状态，捕捉待测物在热点时的光学信号难度大；最后，为避免背景信号的干扰，溶胶颗粒的表面须保持化学纯净，势必影响SERS试剂的物理稳定性。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在克服现有技术的不足，提供了一种固相SERS纳米基底的制备方法，本专利技术通过纳米金种的合成、纳米金种在玻璃片上的固定、原位种子生长三个步骤，在平面玻璃表面制备具有高密度小纳米间隙的单层纳米金膜，从而得到一种固相SERS纳米基底。所述制备方法操作简单，通过简单的几步不同溶液浸泡即可完成制备，得出的固相SERS纳米基底结构稳定，纳米粒子密度高，检测灵敏度高。
[0004]本专利技术提供一种固相SERS纳米基底的制备方法，所述方法包括：
[0005]纳米金种溶液的制备：将第一预设浓度的氯金酸溶液加入超纯水中搅拌，然后加入柠檬酸三钠溶液作为保护剂，最后加入硼氢化钠溶液作为还原剂，持续搅拌第一预设时间进行还原反应，得到纳米金种溶液；
[0006]纳米金种在玻璃片上的固定：将玻璃片清洗干净，放在3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷吸附剂溶液中浸泡第二预设时间，然后将玻璃片取出，用超纯水冲洗后用氮气吹干，得到预处理完成的玻璃片，将所述预处理完成的玻璃片放置在所述纳米金种溶液中垂直悬挂浸泡第三预设时间，然后将玻璃片取出并用超纯水冲洗掉表面多余的纳米金种溶液，用氮气吹干，得到吸附好的玻璃片；
[0007]原位种子的生长：将所述吸附好的玻璃片放置在离心管中，加入超纯水、第二预设浓度的氯金酸溶液和盐酸羟胺溶液作为生长所需的溶液，在恒温混匀仪中预设转速下振荡第四预设时间后取出，用超纯水清洗，完成一个生长循环，经过3～9个生长循环后，得到所述的固相SERS纳米基底。
[0008]所述将第一预设浓度的氯金酸溶液加入超纯水中搅拌，然后加入柠檬酸三钠溶液作为保护剂，最后加入硼氢化钠溶液作为还原剂，包括：
[0009]将浓度为25～35mmol/L的氯金酸溶液加入超纯水中搅拌，然后加入浓度为30～40mmol/L的柠檬酸三钠溶液作为保护剂，最后加入浓度为20～25mmol/L的硼氢化钠溶液作为还原剂。
[0010]所述浓度为25～35mmol/L氯金酸溶液与所述浓度为20～25mmol/L硼氢化钠溶液的体积比为1:2到1:1之间；
[0011]所述浓度为25～35mmol/L氯金酸溶液与所述浓度为30～40mmol/L柠檬酸三钠溶液的体积比为1:5到1:2之间。
[0012]所述加入硼氢化钠溶液作为还原剂，持续搅拌第一预设时间进行还原反应，包括：
[0013]以硼氢化钠溶液作为还原剂，并在加入所述硼氢化钠溶液后持续搅拌2～3小时进行还原反应。
[0014]所述将玻璃片清洗干净，放在3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷吸附剂溶液中浸泡第二预设时间，包括：
[0015]将玻璃片在王水中浸泡10分钟，用超纯水清洗后在氢氧化钠的乙醇饱和溶液中浸泡2小时，再次用超纯水清洗后，放在3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷吸附剂溶液中浸泡5～60分钟。
[0016]所述3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷吸附剂溶液的质量分数为0.1％～1.5％。
[0017]所述将预处理完成的玻璃片放置在所述纳米金种溶液中垂直悬挂浸泡第三预设时间，包括：
[0018]将预处理完成的玻璃片放置在所述纳米金种溶液中垂直悬挂浸泡1～30小时。
[0019]所述在离心管中加入超纯水、第二预设浓度的氯金酸溶液和盐酸羟胺溶液作为生长所需的溶液，包括：
[0020]在离心管中加入超纯水、浓度为5～25mmol/L的氯金酸溶液和浓度为10～100mmol/L的盐酸羟胺溶液作为生长所需的溶液。
[0021]所述浓度为5～25mmol/L的氯金酸溶液和所述浓度为10～100mmol/L的盐酸羟胺溶液体积比为1:1到3:1之间。
[0022]所述离心管在恒温混匀仪中预设转速下振荡第四预设时间，包括：
[0023]离心管在恒温混匀仪中1000～2000rpm的转速下振荡10～20分钟。
[0024]本专利技术提供的一种固相SERS纳米基底的制备方法，通过纳米金种溶液的制备、纳米金种在玻璃片上的固定和原位种子的生长，在平面玻璃载体表面生长出单层的纳米金结构，从而得到一种固相SERS纳米基底。所述制备方法操作简单，通过调节纳米金种的生长条件在平面玻璃表面制备具有高密度小纳米间隙的单层纳米金膜，从而得到一种固相SERS纳米基底。所述制备方法操作简单，制备成本低，得出的固相SERS纳米基底结构稳定，检测灵敏度高，表面均一性好。
附图说明
[0025]图1为本专利技术实施例中固相SERS纳米基底制备方法的流程图；
[0026]图2为本专利技术实施例一的固相SERS纳米基底的SEM图；
[0027]图3为本专利技术实施例中不同生长条件下的固相SERS纳米基底的纳米粒子密度对比
图；
[0028]图4为本专利技术实施二的固相SEERS纳米基底c与制备基底用的玻璃片的紫外
‑
可吸收光谱图；
[0029]图5为本专利技术实施例二的固相SERS纳米基底c对不同浓度的二苄基二硫醚(DBDS)乙醇溶液的检测结果示意图；
[0030]图6为本专利技术实施例二的固相SERS纳米基底d的表面均一性评价图。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]实施例一
[0033]图1示出了本专利技术实施例中的固相SERS纳米基底的制备方法流程，所述方法包括：
[0034]S11：纳米金种溶液的制备：将第一预设浓度的氯金酸溶液加入超本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固相SERS纳米基底的制备方法，其特征在于，所述方法包括：纳米金种溶液的制备：将第一预设浓度的氯金酸溶液加入超纯水中搅拌，然后加入柠檬酸三钠溶液作为保护剂，最后加入硼氢化钠溶液作为还原剂，持续搅拌第一预设时间进行还原反应，得到纳米金种溶液；纳米金种在玻璃片上的固定：将玻璃片清洗干净，放在3
‑
氨丙基三甲氧基硅烷吸附剂溶液中浸泡第二预设时间，然后将玻璃片取出，用超纯水冲洗后用氮气吹干，得到预处理完成的玻璃片，将所述预处理完成的玻璃片放置在所述纳米金种溶液中垂直悬挂浸泡第三预设时间，然后将玻璃片取出并用超纯水冲洗掉表面多余的纳米金种溶液，用氮气吹干，得到吸附好的玻璃片；原位种子的生长：将所述吸附好的玻璃片放置在离心管中，加入超纯水、第二预设浓度的氯金酸溶液和盐酸羟胺溶液作为生长所需的溶液，在恒温混匀仪中预设转速下振荡第四预设时间后取出，用超纯水清洗，完成一个生长循环，经过3～9个生长循环后，得到所述的固相SERS纳米基底。2.如权利要求1所述的固相SERS纳米基底制备方法，其特征在于，所述将第一预设浓度的氯金酸溶液加入超纯水中搅拌，然后加入柠檬酸三钠溶液作为保护剂，最后加入硼氢化钠溶液作为还原剂，包括：将浓度为25～35mmol/L的氯金酸溶液加入超纯水中搅拌，然后加入浓度为30～40mmol/L的柠檬酸三钠溶液作为保护剂，最后加入浓度为20～25mmol/L的硼氢化钠溶液作为还原剂。3.如权利要求2所述的固相SERS的纳米基底制备方法，其特征在于，所述浓度为25～35mmol/L氯金酸溶液与所述浓度为20～25mmol/L硼氢化钠溶液的体积比为1:2到1:1之间；所述浓度为25～35mmol/L氯金酸溶液与所述浓度为30～40mmol/L柠檬酸三钠溶液的体积比为1:5到1:2之间。4.如权利要求1所述的固相SERS的纳米基底制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩方源，胡梦竹，罗宗昌，唐彬，朱立平，徐兆丹，伍任能，张龙飞，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：