[发明专利]用于待测物拉曼光谱检测的复合粒子、其制备方法及使用方法

说明书

本发明提供了一种用于待测物拉曼光谱检测的复合粒子。该复合粒子由磁性粒子和金属核壳纳米粒子组成，该金属核壳纳米粒子附着在该磁性粒子表面，并且该金属核壳纳米粒子具有惰性外壳。该复合粒子具有高SERS活性、能够用于溶液中进行原位拉曼检测，并且能够重复使用，因此在物质拉曼光谱检测中具有良好的应用价值，能够有效拓宽表面增强拉曼光谱技术的应用范围。

技术领域

本发明涉及物质的拉曼光谱检测技术，尤其涉及一种用于待测物拉曼光谱检测的复合粒子、其制备方法及使用方法。

背景技术

表面增强拉曼光谱(Surface enhanced Raman spectroscopy，SERS)作为一种振动光谱技术,不但能够给出检测物详细的结构信息，而且具有极高的检测灵敏度，有时甚至可以达到单分子水平的检测，在表面科学、分析科学和生物科学等领域有广泛的应用前景。但是，SERS效应只出现在粗糙的币族金属表面，如金、银、铜以及少数过渡金属等，因此限制了其在各种物质、材料以及各种光滑乃至单晶表面上的应用。

针尖增强拉曼光谱(Tip enhanced Raman spectroscopy,TERS)的发现解决了基底普适性问题。在合适的激发光源下针尖产生极大的电磁增强，使其靠近待测基底，可以增强基底上的拉曼信号，并且有极高的空间分辨率（Stockle,R.M.,Suh,Y.D.,Deckert,V.&Zenobi,R.Nanoscale chemical analysis bytip-enhanced Ramanspectroscopy.Chem.Phys.Lett.2000，318,131.）。但是TERS的SERS效应只局限于针尖部分，其拉曼信号较弱，并且探针分子容易吸附在针尖上，导致干扰探测基底的拉曼信号。

公开号为CN101832933A的中国专利公开了一种用核壳纳米离子增强拉曼光谱（Shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy，SHINERS）的方法，即在金属纳米粒子外包覆薄的惰性壳层，构成核壳结构的纳米粒子，即壳层隔绝纳米粒子（以下称为金属核壳纳米离子），将金属核壳纳米离子均匀铺撒在待测物表面，利用内核金属纳米粒子强的电磁场增强的长程效应能够增强待测物表面的拉曼信号，同时惰性壳层用于隔绝内核金属纳米粒子与待测物，以保证所测得分子的拉曼信号是真正来自待测物。该方法中，一个核壳纳米离子相当于一个TERS针尖，使用时将多个金属核壳纳米离子铺展在待测样品表面，即可获得多个核壳纳米离子共同增强的拉曼信号，因此这种SHINERS技术可用来探测多种材质和材料基底表面的SERS光谱。

但是，上述金属核壳纳米离子与由贵金属纳米颗粒组成的传统SERS基底具有相同的缺点：（1）通常只能一次性使用，难以回收利用，造成资源的浪费；（2）由于表面等离子体共振所产生的SERS效应会随着颗粒间距离的增加而呈指数下降，所以包覆惰性壳层后金属纳米颗粒的SERS活性降低；（3）当金属核壳纳米离子分散在溶液中时，金属纳米颗粒间的距离会变大，导致其SERS增强效果减弱，因此该SHINERS技术不适用于液体体系的原位检测。

发明内容

本发明针对上述用于拉曼光谱检测的金属核壳纳米离子的不足，提供一种用于拉曼光谱检测的新型复合粒子，其具有高SERS活性、能够用于溶液中进行原位拉曼检测，并且能够重复使用。

本发明的技术方案为：一种用于待测物拉曼光谱检测的复合粒子，由磁性粒子和金属核壳纳米粒子组成，该金属核壳纳米粒子附着在该磁性粒子表面；该金属核壳纳米粒子为核壳结构，以金属纳米粒子为内核，内核外围包覆着致密外壳，并且该金属纳米粒子具有表面等离子体共振性质，该外壳不与待测物发生化学反应。

所述的磁性粒子不限，优选具有顺磁性的颗粒，例如铁、钴、镍以及掺杂其他元素的氧化物等。

所述的磁性粒子的粒径没有特别限制，只要能够使金属核壳纳米粒子负载在其周围即可，优选粒径为200nm～2μm。