一种表面增强拉曼散射基底增敏的方法技术

本发明专利技术属于痕量检测技术领域，具体涉及一种表面增强拉曼散射基底增敏的方法。一种用于表面增强拉曼散射的增敏基片，包括：具有银纳米结构及氧化铝包覆层表面的银铝基底；和形成于所述银铝基底表面的金纳米颗粒簇。本发明专利技术通过在银铝基底表面形成金纳米颗粒簇，提高了灵敏度，进一步降低了表面增强拉曼散射的检测极限，实现了超痕量检测，且该增敏基片制备工艺简单，成本低，易于推广及大规模生产应用。易于推广及大规模生产应用。

【技术实现步骤摘要】
一种表面增强拉曼散射基底增敏的方法


[0001]本专利技术属于痕量检测
，具体涉及一种表面增强拉曼散射基底增敏的方法。

技术介绍

[0002]具有纳米级粗糙表面的贵金属吸附一些例子或分子后，它们的拉曼散射信号会有几个甚至可以产生明显的表面增强拉曼散射效应。银(Ag)由于高电场和低损耗比金(Au)高出两个数量级，同时具有独特的表面等离子体特性，使其得到更为广泛的应用。为了覆盖更广的光谱范围并提高SERS增强性能，研究者们开发了多种形状的纳米颗粒，例如球、棒、立方体、金字塔、板、线、珊瑚、星等。然而，由于形状是固定的，其表面的粗糙程度受到一定限制，尤其是板、棒、立方体等形状，拉曼灵敏度还有很大的提升空间。并且，金属银容易氧化和硫化，纳米表面活性高，很容易氧化或吸附环境中存在的各种分子，因此，有研究人员发现，在其表面包覆一层超薄的保护层，可以使得银纳米结构避免被氧化剂吸附杂质。但不论是氧化物、碳材料、致密金膜或其他形成壳层包覆的材料，均会导致基底的拉曼灵敏度下降，对痕量检测及超痕量检测是极不利的。那么，如何采用简单高效的方法在不影响其耐久性的前提下进一步增强其灵敏度，以获得更好的表面增强拉曼散射性能，是当前痕量检测领域亟需解决的技术问题。
[0003]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种表面增强拉曼散射的增敏基片及其制备方法，增敏基片是在银铝基基底上，采用较为简单的方法增加基底表面的粗糙度，形成高密度的“热点”，使其表现出更强烈的SERS增强。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0006]一种表面增强拉曼散射的增敏基片，包括：
[0007]具有银纳米结构及氧化铝包覆层表面的银铝基底；和
[0008]形成于所述银铝基底表面的金纳米颗粒簇。
[0009]更为具体的，所述银纳米结构选自纳米棒、纳米管、纳米线和纳米颗粒中的至少一种；所述金纳米颗粒选自金三角和金纳米球中的至少一种。
[0010]更为具体的，所述氧化铝包覆层表面的厚度为0.75
‑
1.5nm；所述金纳米颗粒的直径为80
‑
150nm。
[0011]更为具体的，所述金纳米颗粒簇的形成方法为：先将所述银铝基底浸泡在含硅烷偶联剂的修饰液中，或将含硅烷偶联剂的修饰液滴加到所述银铝基底上；再将修饰上硅烷偶联剂的银铝基底浸泡在含金纳米颗粒的修饰液中，或将含金纳米颗粒的修饰液滴加到修饰了硅烷偶联剂的银铝基底上。
[0012]本专利技术还提供了所述增敏基片的制备方法，包括如下步骤：
[0013]利用原料配置含硅烷偶联剂的修饰液并采用所述含硅烷偶联剂的修饰液对具有银纳米结构表面的银铝基底进行修饰；和
[0014]利用原料配置含金纳米颗粒的修饰液并采用所述含金纳米颗粒的修饰液对修饰上硅烷偶联剂的银铝基底进行修饰。
[0015]更为具体的，所述硅烷偶联剂为KH550、KH560和KH590中的至少一种；所述硅烷偶联剂的浓度为10
‑
100mM。
[0016]更为具体的，所述修饰液的溶剂为水或醇，醇为甲醇或乙醇。
[0017]更为具体的，含硅烷偶联剂修饰液的修饰时间为30
‑
60min；含金纳米颗粒修饰液的修饰时间为12
‑
24h。
[0018]本专利技术还提供了一种表面增强拉曼散射的方法，包括如下步骤：
[0019]将待测溶液滴加到所述的增敏基片上，或者将所述的增敏基片浸泡到待测溶液中；和
[0020]利用拉曼光谱仪进行检测。
[0021]更为具体的，所述拉曼光谱仪的波长为532nm、633nm、785nm或1064nm。
[0022]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
[0023]本专利技术通过在银铝基底表面形成金纳米颗粒簇，提高了灵敏度，进一步降低了表面增强拉曼散射的检测极限，实现了超痕量检测，且该增敏基片制备工艺简单，成本低，易于推广及大规模生产应用。
附图说明
[0024]图1为增敏基片的制备流程图；
[0025]图2为表面增强拉曼散射方法的流程图；
[0026]图3为普通银铝基片的电镜扫描图；
[0027]图4为增敏银铝基片的电镜扫描图；
[0028]图5为普通银铝基片检测亚甲基蓝的拉曼光谱；
[0029]图6为增敏基片检测亚甲基蓝的拉曼光谱。
具体实施方式
[0030]下面结合对本专利技术专利的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域所属的技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]拉曼光谱是一种分子特异性指纹光谱，并且借助表面增强拉曼散射(SERS)效应可以实现对痕量物质的识别检测。表面增强拉曼散射机制主要基于物理增强和化学增强机制两种，其中物理增强主要是由于表面等离子体共振引起的局域电磁场增强。金属的种类、尺寸和外形以及入射光的频率都会影响到物理增强。银和金这两种贵金属是最佳的SERS材料，在可见光和近红外波段都有极好的等离激元响应，其拉曼信号强度能够提高5
‑
6个数量级，在特定的条件下甚至可以实现单分子检测(增强因子1014
‑
1015)。同时其较小的狭缝宽
度，较好的波谱形状，使之能够作为一种超灵敏的分析工具，在分析化学领域尤其是痕量检测方面得到了广泛应用。
[0032]为了银空白基片容易氧化和吸附杂质分子这一缺点，许多研究者开始在银纳米结构表面包覆一层超薄的保护层，从而使银在氧化环境中保持金属的活性。其缺点是：包覆工艺比较复杂，包覆层往往导致拉曼灵敏度下降(一个数量级左右)。
[0033]由此可见，提高了基片稳定性、耐高温的性能却降低了灵敏度的情况下，如何再次提升其灵敏度，以获得更好的SERS性能是当前痕量检测领域亟需解决的技术问题。
[0034]实施例1
[0035]本实施例提供了一种用于银铝基表面增强拉曼散射基片增敏基片，所述基片包括：具有银纳米结构及氧化铝包覆层表面的银铝基底和形成于所述银铝基底的表面的金纳米颗粒簇。其中，银基底是具有银纳米结构表面的基底，包括但不限于银自支撑或在其他具有银纳米结构表面的基底，例如，可以是纯银的基底，也可以是其他种类的基底，只要是表面具有银纳米结构的基底都可以使用，本公开的实施例对此不做限定。
[0036]需要说明的是，银纳米结构可以是纯银的纳米结构，也可以是含有银的复合纳米结构，即除了银以外还包含其他元素的复合纳米结构；此外，基底的表面可以只有银纳米结构，也可以包括含有银的复合纳米结构，只要是基底表面的结构包括含银的纳米结构即可，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种表面增强拉曼散射的增敏基片，其特征在于，包括：具有银纳米结构及氧化铝包覆层表面的银铝基底；和形成于所述银铝基底表面的金纳米颗粒簇。2.根据权利要求1所述的增敏基片，其特征在于，所述银纳米结构选自纳米棒、纳米管、纳米线和纳米颗粒中的至少一种；所述金纳米颗粒选自金三角和金纳米球中的至少一种。3.根据权利要求1所述的增敏基片，其特征在于，所述氧化铝包覆层表面的厚度为0.75
‑
1.5nm；所述金纳米颗粒的直径为80
‑
150nm。4.根据权利要求1所述的增敏基片，其特征在于，所述金纳米颗粒簇的形成方法为：先将所述银铝基底浸泡在含硅烷偶联剂的修饰液中，或将含硅烷偶联剂的修饰液滴加到所述银铝基底上；再将修饰上硅烷偶联剂的银铝基底浸泡在含金纳米颗粒的修饰液中，或将含金纳米颗粒的修饰液滴加到修饰了硅烷偶联剂的银铝基底上。5.权利要求1
‑
4任一项所述增敏基片的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：利用原料配置含硅烷偶联剂的修饰液并采用所述含硅烷偶联剂的修饰液对具有银纳米结构表面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃娴，凌云汉，陈诚，林鹰，
申请(专利权)人：广西三环高科拉曼芯片技术有限公司，
类型：发明
国别省市：