[实用新型]一种可重复利用的SERS衬底

说明书

技术领域

本实用新型涉及用于SERS增强的衬底，尤其涉及一种可重复利用的SERS衬底。

背景技术

表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering，SERS)是通过吸附在金属纳米结构表面上的分子与金属表面发生的等离子共振(SPR)相互作用而引起的拉曼散射强度增强的现象，是一种非常有效的检测拉曼信号的技术，在光谱分析、生物传感等领域有着广泛的应用。SERS是一种表面效应，除了与衬底表面吸附物种的性质有关以外，还与活性衬底的种类和表面粗糙度密切相关。但是，很多SERS衬底不能暴露在一些特殊的溶液或者放置在激光下照射，因为一些极端的条件会使衬底表面遭到破坏产生不可逆的化学变化或者失去检测的作用，因此SERS衬底会失去重复检测的能力。

发明内容

为了克服上述现有技术缺点，本实用新型的目的在于提供一种可重复利用的SERS衬底，其特点是稳定性好、精度高、可重复利用。

本实用新型所采用的技术方案是：一种可重复利用的SERS衬底，主要由SERS基底，修饰层，纳米粒子结构层组成；纳米粒子结构层中金属纳米粒子利用NaSiO₃溶液的化学反应使其表面包裹一层SiO₂壳，形成核壳结构的纳米粒子层；修饰层附着在SERS基底之上，金属纳米粒子由于修饰层的胶联作用，组装在修饰层上；经特定溶液清洗的已用SERS衬底可重复使用。

所述的纳米粒子结构层中金属纳米粒子尺寸为20nm-200nm。

所述的SiO₂壳的厚度为2nm-20nm，制备SiO₂壳的试剂为NaSiO₃。

所述的修饰层所用的试剂为含有吡啶环或-NH₂基的化合物。

所述的SERS基底为硅片或玻璃片。

所述的特定清洗液为NaBH₄、H₂O和乙醇的混合液。

本实用新型产生的有益效果是：本实用新型通过在SERS基底上组装核壳结构的金属纳米粒子层，实现了增强拉曼信号的的稳定性，通过配制特定溶液的清洗以达到可以重复利用的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为一种可重复利用的SERS衬底的结构图；

图2为一种可重复利用的SERS衬底的外观图；

图3为SERS衬底中金属纳米粒子结构图；

附图中：1为SERS基底，2为修饰层，3为纳米粒子结构层，4为由修饰层和纳米粒子结构层组成的附着层，5为核壳结构中金属纳米粒子，6为SiO₂壳。

具体实施方式

图1-3中，一种可重复利用的SERS衬底，主要由SERS基底1，修饰层2，纳米粒子结构层3组成；纳米粒子结构层3由金属纳米粒子5利用NaSiO₃溶液的化学反应使其表面包裹一层SiO₂壳6而形成；修饰层2附着在SERS基底1之上，金属纳米粒子5由于修饰层2的胶联作用，组装在修饰层2上；经特定溶液清洗之后的已用SERS衬底还可重复使用。其具体制作步骤如下：

步骤1：把玻璃片切割成1cm×1cm大小，依次在乙醇、丙酮、超纯水中超声清洗15min，再用超纯水直接冲洗干净待用。

步骤2：玻璃片的亲水性处理，在80℃下把玻璃管置于溶液成分体积比为NH₄OH∶H₂O₂∶H₂O＝1∶1∶5的混合溶液中沸腾处理30min。

步骤3：将玻璃片放入2‰的APTMS溶液，静置过夜，使管内壁满吸附单分子层APTMS，超纯水淋洗。将玻璃片放入50nm金纳米粒子溶胶溶液中，静置，完成纳米粒子的自组装后超纯水冲洗。然后再次放入2‰的APTMS溶液中，使金纳米粒子表面的柠檬酸根离子被APTMS分子取代，N端和金作用形成Au-N键，超纯水清洗。最后放入0.5％硅酸钠水溶液中，在沸水浴中反应1h，使Au纳米粒子表面包裹一层SiO₂，形成AuSiO₂纳米粒子层，取出后用超纯水淋洗，氮气吹干，得到可重复利用的SERS衬底。

步骤4：检测过样品的SERS衬底浸泡在1M NaBH₄(1∶1，H₂O∶乙醇)中1min后，衬底即可循环利用。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改和等同替换等，均属于该发明的保护范围。