[发明专利]功能化表面增强拉曼散射衬底及其制备方法

说明书

本发明公开了一种功能化表面增强拉曼散射衬底及其制备方法。衬底为表面增强拉曼散射金衬底的表面修饰有对巯基苯硼酸；方法采用浸渍法，其步骤为先配制对巯基苯硼酸乙醇溶液，再将表面增强拉曼散射金衬底置于对巯基苯硼酸乙醇溶液中浸泡，之后，取出浸泡过的表面增强拉曼散射金衬底后，对其进行洗涤和干燥的处理，制得目的产物。它对汞离子有着较高的检测稳定性和灵敏度，极易于广泛地商业化应用于对汞离子的实时检测，在环境、化学、生物等领域有着广泛的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种衬底及制备方法，尤其是一种功能化表面增强拉曼散射衬底及其制备方法。

背景技术

汞离子(Hg²⁺)是最具毒性的重金属离子之一，对人体的心血管、泌尿系统、肠胃系统和神经系统可造成严重的损害，能引发严重的环境污染问题。为保障人类健康，自然水体中汞含量在环境监测中是重中之重。目前，传统的一些汞离子检测方法主要有电感耦合等离子体质谱法、酶联免疫吸附测定法、电热原子吸收光谱法和氢化物发生原子吸收光谱法；这些检测技术通常需要昂贵的设备或者复杂的样品制备过程，难以满足汞离子的快速分析。另外一些检测方法如比色法、共振散射光谱法、电化学法以及荧光检测法，由于对设备要求较低，且样品制备过程较简单，因此可更方便的检测汞离子；然而，通常情况下，这些方法的检测限低达nmol/L。近期，为解决上述检测汞离子之不足，人们做出了各种努力，如中国发明专利申请CN 104697980 A于2015年6月10日公布的一种基于拉曼特征峰峰位变化对汞离子进行定量检测的方法。该方法先于羟基化的玻璃片上制作以银纳米胶体粒子为活性单元的表面增强拉曼散射(SERS)衬底，再于其表面修饰二甲基二硫代氨基甲酸钠，获得产物。这种产物虽可用于水体中汞离子的定量SERS检测，却和其制备方法都存在着欠缺之处，首先，银纳米胶体粒子与玻璃衬底间的接触力较弱，容易从衬底上脱落；其次，修饰剂二甲基二硫代氨基甲酸钠中不含与SERS衬底有强相互作用的基团，因此修饰层与SERS衬底之间的相互作用力弱，容易脱附，以致不能实现稳定的检测；最后，制备方法不能获得稳定地定量SERS检测汞离子的产物。

发明内容

本发明要解决的技术问题为克服现有技术中的欠缺之处，提供一种检测汞离子稳定性较强的功能化表面增强拉曼散射衬底。

本发明要解决的另一个技术问题为提供一种上述功能化表面增强拉曼散射衬底的制备方法。

为解决本发明的技术问题，所采用的技术方案为，功能化表面增强拉曼散射衬底包括表面增强拉曼散射金衬底，特别是：

所述表面增强拉曼散射金衬底的表面修饰有对巯基苯硼酸(4-MBA)。

作为功能化表面增强拉曼散射衬底的进一步改进：

优选地，表面增强拉曼散射金衬底为金纳米颗粒衬底，或金纳米线阵列衬底，或金纳米锥阵列衬底，或金膜包覆的硅基纳米锥阵列衬底。

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，上述功能化表面增强拉曼散射衬底的制备方法采用浸渍法，特别是完成步骤如下：

步骤1，配制10^-5-10^-7mol/L的对巯基苯硼酸乙醇溶液；

步骤2，按照表面增强拉曼散射金衬底的面积和对巯基苯硼酸乙醇溶液的体积比为1mm²：20-30mL的比例，将表面增强拉曼散射金衬底置于对巯基苯硼酸乙醇溶液中浸泡至少10h；

步骤3，取出浸泡过的表面增强拉曼散射金衬底后，对其进行洗涤和干燥的处理，制得功能化表面增强拉曼散射衬底。

作为功能化表面增强拉曼散射衬底的制备方法的进一步改进：

优选地，表面增强拉曼散射金衬底为金纳米颗粒衬底，或金纳米线阵列衬底，或金纳米锥阵列衬底，或金膜包覆的硅基纳米锥阵列衬底。