[发明专利]一种单层纳米金表面增强拉曼活性基底及其制备方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种用于拉曼光谱检测的单层纳米金表面拉曼增强活性基底及其制备方法。

背景技术

拉曼光谱可提供化学和生物分子结构的指纹信息，是一种应用广泛的无损检测技术。但常规拉曼光谱的灵敏度较低，一度曾制约了拉曼光谱的应用领域。20世纪70年代，人们发现了表面增强拉曼散射（SERS）现象，即由于分子等物种吸附或非常靠近具有某种纳米结构的表面，其拉曼信号比其体相分子显著增强的现象。随着纳米技术的快速发展，给SERS注入了新的活力，某些纳米粒子体系甚至可使拉曼光谱的灵敏度放大百亿倍。近年来，SERS技术在基础研究和应用实践领域都取得了突破性进展，成为最受关注的技术之一。

由于分子所吸附的表面形态是SERS效应是否能发生和信号强弱的重要因素，分子承载基底的表面粗糙化十分关键，因而关于SERS活性基底的研究是SERS技术的基石。SERS基底制备方法很多，作为一种性能优良的SERS基底，应该易于制备、便于使用，具有很强的信号放大能力且可重复使用。本发明涉及一种性能优良的单层纳米金表面增强活性基底制备方法。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种单层纳米金表面拉曼增强活性基底及其制备方法。本发明提供的制备方法简单易行，易于使用，经本发明制备方法制得的单层纳米金表面增强拉曼活性基底性能优良，具有很强的信号放大能力且可重复使用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种单层纳米金表面增强拉曼活性基底的制备方法，单晶硅表面经浓硫酸与双氧水混合溶液氧化后，浸入十六烷基三甲基溴化铵水溶液中，静置18 ~ 30 h，制得表面组装有双分子层的硅片；再将硅片浸入纳米金溶胶中，静置18 ~ 30 h，然后将硅片于室温下晾干，得到单层纳米金表面增强拉曼活性基底。

所述的浓硫酸与双氧水混合溶液，其中，浓硫酸与双氧水的体积比为：4:1。

单晶硅表面的氧化时间为48~60h。

所述的十六烷基三甲基溴化铵水溶液浓度为0.05~ 0.1 mol/L。

所述的纳米金溶胶其制备方法为：于纯水中加入氯金酸溶液，然后加热回流至沸，剧烈搅拌下迅速加入柠檬酸钠溶液进行反应，当溶液颜色由淡黄色变为黑色、而后迅速转为棕红色后，再微沸（100℃）20~50min后停止反应；常温搅拌冷却至室温，制得纳米金溶胶。

氯金酸溶液的质量分数为0.5~2 %，柠檬酸钠溶液的质量分数为0.5~2 %。

纯水、氯金酸溶液、柠檬酸钠溶液的体积比为：100:0.5~2:0.5~2。

所制得的纳米金溶胶能现用，或制备后置于4℃冰箱中避光保存待用、保存期至少为4个月。

一种如上所述的制备方法制得的单层纳米金表面增强拉曼活性基底的应用，用于拉曼光谱检测。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的制备方法简单易行，易于使用，经本发明制备方法制得的单层纳米金表面增强拉曼活性基底性能优良，具有很强的信号放大能力且可重复使用。

附图说明

图1为实施例1制得的纳米金溶胶的紫光可见光谱图；

图2为实施例1制得的单层纳米金表面增强拉曼活性基底放大10万倍的场扫描电镜照片；

图3为实施例1制得的单层纳米金表面增强拉曼活性基底放大3万倍的场扫描电镜照片；

图4为实施例1制得的单层纳米金表面增强拉曼活性基底用于拉曼光谱检测时，在不同浓度碱性橙Ⅱ的拉曼光谱图；

图5 为实施例1制得的附着不同浓度碱性橙Ⅱ溶液的单层纳米金表面增强拉曼活性基底在显微镜下的照片。

具体实施方式

本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实施例。

下述实施例所用仪器及试剂如下：Invia激光显微共焦拉曼仪（英国雷绍尼公司）；Nova NanoSEM 230 场发射扫描电镜（美国 FEI公司）； TU-1950紫外可见分光光度计（北京普析通用仪器有限责任公司）；

碱性橙Ⅱ标准品购自Dr.Ehrenstorfer公司，氯金酸购自阿拉丁试剂有限公司，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）、柠檬酸三钠、盐酸、硝酸、浓硫酸和双氧水均购自国药集团化学试剂有限公司，单晶硅片（0.5×0.5 cm）购自福州高特光电科技有限公司。

实施例1

所有玻璃器皿使用前以王水浸泡、洗涤、干燥。