[发明专利]一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法

说明书

本发明提供了一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法，该表面增强拉曼散射基底使用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为形貌控制剂；以三维大孔泡沫镍为基质；利用氯金酸与镍的置换反应制备得到；具有丰富的高增强活性的金微纳米锥刺状结构并且其分布均匀。其制备方法为在十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作用下，氯金酸与镍在20‑30℃条件下反应一段时间。该表面增强拉曼散射基底具有独特的、均匀分布的金微纳米锥状阵列式结构及三维大孔结构，其对探针分子拉曼信号的增强性能高、增强信号重现性好；可用于对环境中结晶紫、孔雀石绿、亚甲基蓝等染料分子的高灵敏表面增强拉曼光谱检测。该制备方法简单易行，成本低，无需特殊仪器，可重复性高。

技术领域

本发明涉及化学分析检测领域，具体涉及一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法。

背景技术

表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)是一种高灵敏的分析方法，它是指当分子吸附在金银等固体尤其是粗糙的固体(即基底)表面时，分子的拉曼散射强度会极大地增强(10³-10⁶倍甚至更高)的现象。要实现这一增强，一个好的增强基底是必不可少的。一个好的增强基底需要满足几个条件：增强能力高，增强信号重现性好，基底稳定性高。此外，成本低，易于制备，且能够大规模制备对于基底的实际应用也至关重要。从成分方面讲，增强效果最好的材料为金和银。迄今为止，增强基底的制备主要通过三种途径实现：一是将平滑的金银电极表面粗造化处理；二是制备不同形貌的金或者银纳米粒子然后诱导其聚集或者可控地自组装；三是利用化学气相沉积、微纳米刻蚀技术等制备纳米阵列式结构。第一种增强基底增强效果相对较低，增强信号重现性差，该方法也不适宜大批量制备增强基底。第三种基底的制备信号重现性很高，增强效果也较高，但是制备过程用到化学气相沉积技术，光刻蚀技术，电子(离子)束刻蚀技术等，这使得整个的基底制备过程复杂，而且造价昂贵，这些限制了其实际应用。

相比较而言，第二种基底制备较为简单，其种类也最为多样，各种不同形貌的金银纳米粒子及其聚集体或者组装体也是目前应用最多的一类增强基底。尽管如此，这类基底也还有一些不足之处：(1)球状金银纳米粒子增强基底最容易制备，应用也最广，但是其对分子的拉曼散射信号的增强效果较低；(2)具有尖刺状结构的增强基底(如金纳米海胆，金纳米星等)增强效果好，但是制备过程复杂，对反应条件要求高，制备方法的可重复性较低；(3)金银纳米粒子聚集体的增强效果好，但是增强信号重现性差；(4)金银纳米粒子组装体的增强效果较好，成本较低，但自组装过程涉及微弱作用力的精确控制，需要较高的技术水平，也难以大规模制备。此外多数组装结构是球状粒子的组装结构。(5)与在溶液中制备金银纳米粒子不同，直接在固体基质上制备不同形貌、结构(特别是具有尖刺结构)的金银纳米材料的报道相对较少，对产物形貌的控制较为困难。

表面增强拉曼散射已经被广泛的应用于生化分析，环境检测及疾病诊断等领域。而要实现其高灵敏度的分析性能，制备一个具有高效增强能力，高信号重现性的，稳定的基底是必不可少的。因而设计一种简单，低成本，可重复的方法制备具有高增强效果和高信号重现性的SERS基底对于SERS技术的推广应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面增强拉曼散射基底，以降低表面增强拉曼散射基底的成本，提高增强效果和信号重现性。

本发明的另一目的在于提供一种表面增强拉曼散射基底的制备方法，以简单地、可高度重复地制备表面增强拉曼散射基底。

本发明通过氯金酸与泡沫镍的置换反应，在表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵的作用下，通过简单的化学反应就可以制得高活性、高重现性的表面增强拉曼散射基底。

一种表面增强拉曼散射基底(简称AuNCA@Ni基底)，其特征在于：使用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为形貌控制剂，以三维大孔泡沫镍为基质，利用氯金酸与镍的置换反应制备得到；具有丰富的高增强活性的金微纳米锥刺状结构并且其分布均匀。