[发明专利]银纳米颗粒组装的单层反蛋白石结构及其制备方法和用途

说明书

本发明公开了一种银纳米颗粒组装的单层反蛋白石结构及其制备方法和用途。结构为依次覆于衬底上的氧化铝半球壳阵列、金膜和银纳米颗粒组成的棒状物，其中，衬底为导电衬底，氧化铝半球壳的直径为100nm‑10μm、球壳厚度为50‑500nm，金膜厚≥5nm，银纳米颗粒径为10‑30nm，棒状物为半球底的由银纳米颗粒串接的条和半球壳的由银纳米颗粒堆积的两端呈锥状的棒；方法为先将胶体球于衬底上合成单层胶体晶体后，于胶体球间填充硝酸铝水溶液并干燥，再使用化学或物理的方法去除单层胶体晶体模板并退火后，于其上镀金膜，接着，将其作为阴极、石墨片为阳极，置于银电解液中电沉积，制得目的产物。它具有稳定的结构，极易于商业化地广泛应用于快速检测蔬菜的痕量农药残留。

技术领域

本发明涉及一种反蛋白石结构及制备方法和用途，尤其是一种银纳米颗粒组装的单层反蛋白石结构及其制备方法和用途。

背景技术

表面增强拉曼散射(SERS)光谱具有灵敏度高和提供分子光谱指纹信息等优点，在化学分析、环境监测和食品安全检测等领域有着广泛的应用。近期，人们为了检测菜叶上的农药残留，做了一些有益的尝试，如题为“Engineering Natural Materials as Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Substrates for In situ Molecular Sensing”，ACSAppl.Mater.Interfaces，2012，4，6599-6608(“将自然界的材料设计为SERS基底并用其进行原位分子探测”，《美国化学学会应用材料与界面》2012年第4卷第6599-6608页)的文章。该文中提及的原位分子探测是将含有银离子的溶液滴在菜叶的表面后，加热到60℃，在菜叶表面原位合成银纳米颗粒，利用这些银纳米颗粒的SERS效应，检测菜叶上的农药残留。这种检测措施虽实现了对多种农药的定性检测，却也存在着不足之处，首先，作为SERS活性基底的银纳米颗粒在菜叶的表面分布的均匀性难以控制，SERS信号的均匀性和重现性也难以得到保障，因而难以实现定量或半定量的检测；其次，检测到的SERS光谱具有明显的背景干扰信号，不利于对低浓度农药残留的定性检测；再次，检测的过程过于繁琐，不易快速地检测蔬菜的农药痕量残留。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的不足之处，提供一种结构合理、实用，便于快速检测蔬菜痕量农药残留的银纳米颗粒组装的单层反蛋白石结构。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述银纳米颗粒组装的单层反蛋白石结构的制备方法。

本发明要解决的又一个技术问题为提供一种上述银纳米颗粒组装的单层反蛋白石结构的用途。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为，银纳米颗粒组装的单层反蛋白石结构包括银纳米颗粒，特别是：

所述单层反蛋白石结构为依次覆于衬底上的氧化铝半球壳阵列、金膜和银纳米颗粒组成的棒状物；

所述衬底为导电衬底；

所述组成氧化铝半球壳阵列的氧化铝半球壳的直径为100nm-10μm、球壳厚度为50-500nm；

所述金膜的膜厚≥5nm；

所述银纳米颗粒的粒径为10-30nm；

所述棒状物的棒长为100-500nm，其为半球底的由银纳米颗粒串接的条和半球壳的由银纳米颗粒堆积的两端呈锥状的棒。

作为银纳米颗粒组装的单层反蛋白石结构的进一步改进：

优选地，导电衬底为硅片衬底，或氧化铟锡玻璃衬底，或掺杂氟的二氧化锡导电玻璃衬底。

为解决本发明的另一个技术问题，所采用的另一个技术方案为，上述银纳米颗粒组装的单层反蛋白石结构的制备方法包括模板法，特别是主要步骤如下：