[发明专利]表面负载贵金属纳米粒子的柔性传感膜的制备方法及应用

说明书

本发明涉及一种表面负载贵金属纳米粒子的柔性传感膜的制备方法，该方法包括以下步骤：配置成膜溶液，向贵金属盐的DMF溶液加入0.4～0.8g高分子成膜基底材料，搅拌均匀得到成膜溶液；预制基底膜，将成膜溶液均匀涂覆在玻璃基底上，成膜溶液的涂覆厚度为0.1～0.5mm，70～90℃条件下干燥1～2h得到基底膜；洗涤，将基底膜浸泡于还原剂溶液中，静置15～30min，取出基底膜水洗2～4次，自然晾干得到柔性传感膜。本发明的优点是，制备过程简单，无需昂贵先进的仪器设备，所制备的薄膜兼具了高SERS活性和高柔韧性，且价格便宜、环境友好，在SERS技术领域具有广阔的应用前景，适合大规模推广。

技术领域

本发明涉及一种表面负载贵金属纳米粒子的柔性传感膜的制备方法及该柔性传感膜作为SERS活性基底的应用，属于传感膜材料制备技术领域。

背景技术

贵金属纳米粒子的应用相当广泛，目前已经成功应用于反应催化、生物标记、传感检测、纳米光子学和非线性光学等领域。其中，传感检测是最受关注的应用之一。拉曼光谱技术是一种简便的鉴定物质成分的检测手段。但是，目前有很多化学物质无法直接通过拉曼光谱检测出信号，而是需要通过拉曼增强技术，提高拉曼信号信噪比，从而实现对待测物的灵敏检测。表面增强拉曼光谱(简称SERS)可以在分子水平上表征吸附在贵金属纳米结构表面的物种，具有可原位分析、响应时间短、灵敏度高、水干扰小、检测范围广等优点，在环境污染物检测、生物分析等领域有广泛的应用前景。研究表明SERS现象主要来源于Au、Ag等贵金属纳米结构表面产生的局域电磁场增强作用或纳米结构表面与吸附分子之间的化学作用。因此，SERS基底的制备是SERS技术研究的关键领域，对于拓宽SERS 的研究范围和应用领域起着至关重要的作用。

据申请人了解，SERS活性基底材料的制备方法主要有沉积法、真空蒸镀法、纳米平板印刷、电子束光刻等。经检索发现，公布号为CN103837521A的中国专利公开了一种氯化钠辅助银纳米颗粒自组装滤纸表面增强拉曼光谱基底的制备方法，该方法将负载氯化钠的滤纸浸泡在柠檬酸钠稳定的银溶胶中，浸泡后进行还原得到SERS基底，成本低廉、操作简单，但是滤纸在银溶胶中浸泡时间为12-72h，造成整体实验周期较长，并且这种方法中的银溶胶是事先制备好的，在滤纸吸附过程中容易发生不规则聚集，从而会影响信号的重复性，此外，滤纸虽然具有很好的柔韧性，但是机械性能不够，在使用过程中容易发生破损从而影响其增强性能；公布号为CN103604796A的中国专利公开了一种硅基表面增强拉曼散射（SERS）基底的制备方法，该方法基于电化学原理，在氢氟酸预处理的硅基底上原位生长一层纳米粒子，方法简单易行且周期短，但是氢氟酸是剧毒物质，这在一定程度上限制了此种方法的推广应用，并且这种硅基的SERS 基底柔韧性很差，不利于在弯曲表面的分析应用。随着纳米技术的发展，纳米压印技术逐渐进入人们的视线，公布号为CN103091983A的中国专利公开了一种表面增强拉曼散射基底的制备方法，该方法利用具有双层复合结构的柔性纳米压印模板，压印出有序的纳米结构图案，蒸镀后去除纳米压印胶得到SERS基底，能够制备出形貌复杂、曲率较高的基底，但是该方法外加试剂较多，同时对设备的要求较高，这对该方法的推广应用有一定的限制。综上，目前SERS 基底的制备方法虽然很多，但是如何通过一种简单的方法制备兼具高SERS 活性、高柔韧性和高机械性能的基底仍是一个非常大的挑战。同时，目前许多SERS基底的制备只能局限在很小的微观尺寸，因此如何实现SERS基底大规模、高重复性制备也是关系SERS 基底实际应用前景的关键因素之一。

发明内容

本发明的目的在于：针对上述现有技术存在的不足，提出一种表面负载贵金属纳米粒子的柔性传感膜的制备方法，同时给出了该柔性传感膜作为SERS活性基底的应用 ，该合成方法简便，作为SERS基底使用能够高效地提高待测物的拉曼信号。

为了达到以上目的，本发明的技术方案如下：一种表面负载贵金属纳米粒子的柔性传感膜的制备方法，包括以下步骤：