[发明专利]一种性能可控的层层组装纳米粒子SERS基底及其制备方法

说明书

本发明属于材料化学及检测领域，具体涉及一种性能可控的层层组装纳米粒子SERS基底及其制备方法，包括载体，所述的载体表面具有极性基团，该载体表面负载有层层组装膜；所述层层组装膜由内向外第偶数层为带负电荷的金属纳米粒子膜，第奇数层为带正电荷的聚电解质膜，并且最外层为带负电荷的金属纳米粒子膜。本发明通过负载同一金属不同粒径的金属纳米粒子膜来实现SERS基底性能的调控，并且方法简单有效，具有广泛的适用性，所获得的SERS基底具有良好的SERS活性并且可应用于小分子检测。

技术领域

本发明属于材料化学及检测领域，具体涉及一种性能可控的层层组装纳米粒子SERS基底及其制备方法。

背景技术

表面增强拉曼散射（SERS）光谱被广泛应用于传感和检测领域。通过合理地设计并调控金属纳米结构，可以获得检测极限达单分子级别的高灵敏度SERS基底，并且可以提供丰富的检测分子的结构信息。SERS技术也因此被广泛应用于化学、材料及生物等诸多领域。随着纳米技术的不断发展，SERS基底的可控制备也逐渐成为了该领域的热门话题。

在众多的纳米制备技术中，层层组装被认为是一种简单、经济而快速获得多样化纳米结构的方法。通过静电相互作用，具有相反电荷的纳米构筑单元能够自组装形成多层的复合纳米结构薄膜。在层层组装领域，各种纳米粒子和聚电解质被用来组装获得具有光学、催化、传感、超疏水等应用的纳米薄膜。值得注意的是，关于纳米粒子与聚电解质组装得到的纳米薄膜的SERS性能的报道很少，并且其SERS性能的可控仍然是一个难点。如何利用纳米粒子的自身特点构筑结构及性能可控的SERS基底也仍然是我们需要面对的问题。

发明内容

本发明旨在提供一种性能可控的层层组装纳米粒子SERS基底及其制备方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种性能可控的层层组装纳米粒子SERS基底，包括载体，所述的载体表面具有极性基团，该载体表面负载有层层组装膜；所述层层组装膜由内向外第偶数层为带负电荷的金属纳米粒子膜，第奇数层为带正电荷的聚电解质膜，并且最外层为带负电荷的金属纳米粒子膜；每层金属纳米粒子膜均是由同一粒径的带负电荷的金属纳米粒子构成的，且所有层层组装膜中金属纳米粒子膜的金属均为同一种金属并且包含两种以上粒径的金属纳米粒子；而且所有层层组装膜中聚电解质膜的聚电解质均为同一种聚电解质。

本发明所述SERS基底性能的调控是通过负载同一金属不同粒径的金属纳米粒子膜来实现。具体实施时，理论上能够作为SERS基底载体的所有载体均可采用，优选的采用常规使用的石英片；理论上能够作为SERS基底金属纳米粒子膜的所有金属均可采用，优选的采用金；理论上所有带正电荷的聚电解质均可制成聚电解质膜，优选的采用PDDA（聚二烯基丙二甲基氯化铵）。

以2种粒径的金纳米粒子为例（其中粒径较大的金纳米粒子简称为大金纳米粒子，而粒径较小的为小金纳米粒子），现有技术一般的SERS基底为：PDDA/大金纳米粒子/PDDA/大金纳米粒子/PDDA/大金纳米粒子、PDDA/小金纳米粒子/PDDA/小金纳米粒子/PDDA/小金纳米粒子。但是，为了实现性能调控的SERS基底，本发明采用不同粒径的金纳米粒子相叠加，获得PDDA/大金纳米粒子/PDDA/小金纳米粒子/PDDA/大金纳米粒子、PDDA/小金纳米粒子/PDDA/大金纳米粒子/PDDA/小金纳米粒子。