[发明专利]一种核-卫星型金银复合纳米SERS基底及其制备方法

说明书

本发明涉及一种核‑卫星型金银复合纳米SERS基底及其制备方法。该颗粒由四层结构复合而成，由里到外依次为：金纳米粒子核心、磷脂双层、垂直于金纳米粒子核心的金纳米棒阵列、原位生长在金纳米棒阵列外侧短径端面的银纳米颗粒。制备方法：制备金纳米粒子核心，然后使磷脂双层吸附在金纳米粒子核心上，其次在磷脂双分子层上原位生长金纳米棒阵列，最后用巯基分子修饰金纳米棒阵列长径端面，用抗坏血酸还原硝酸银的方法在金纳米棒阵列外侧短径端面原位生长银纳米颗粒。该核‑卫星型金银复合纳米SERS基底制备方法简单易行、产物的形貌与粒径可控。

技术领域

本发明涉及纳米材料学和分析化学领域，具体涉及一种核-卫星型金银复合纳米SERS基底及其制备方法。

背景技术

由于工业色素具有色泽鲜亮、不易褪色等特点，其已被不法分子使用在食品添加剂中代替食用色素，但长期超量使用可严重危害人类健康。目前，表面增强拉曼散射（SERS）技术在食品色素安全监测领域受到了前所未有的重视。不仅因为其拉曼光谱特征性强，通过与标准光谱比对，可快速定性待测物的组成，和拉曼测试无损快速（小于10秒），所需样品量少，无需复杂试样的前处理等优势，更在于贵金属纳米粒子可使分子的拉曼信号最大提高数千倍，超高的检测灵敏度使其在色素的痕量分析中显示了巨大的应用潜力。其中，贵金属纳米粒子的形貌对这种超高的检测灵敏度具有决定性影响。

近年来，金银复合结构纳米颗粒在SERS研究中被广泛关注，主要有如下原因：（1）金银复合纳米颗粒不但具有纳米金高的稳定性特点，也具有纳米银高的SERS增强能力优点；（2）金银复合纳米颗粒在其形状、尺寸和表面形貌的控制方面比单独的纳米金或银具有更大的灵活性；（3）金银复合纳米颗粒的等离子共振吸收峰（SPR）可以容易地调制到适合的位置来获得最大的SERS增强能力。

目前的金银复合纳米颗粒主要是通过原位生长法在纳米金的表面包裹一层银纳米层，或者是通过中间连接物在纳米金上自组装一定数量的银纳米颗粒。前者形成银在纳米金上连续均匀生长的银包金纳米颗粒，这种颗粒表面光滑，SERS增强能力较弱；后者金的表面能形成不连续的纳米银颗粒，产生了核—卫星型的纳米结构，由于纳米颗粒间隙能形成很强的局域电磁场（SERS“热点”），其能产生较好的SERS增强效应。但是，这种方式制备的复合粒子中，存在如下缺点：（1）银纳米颗粒的数量与间距很难精确控制，会严重影响其形貌均匀性与SERS增强能力；（2）这种自组装的合成过程中将不可避免的导致一些银纳米颗粒不能与金粒子链接，从而产生银纳米颗粒的浪费和最后分离困难、产率低及结构差异大等问题；

最近出现了少数报道，通过原位生长的方法在纳米金的表面连接物（如二氧化硅）上形成不连续的银纳米颗粒，这种方法合成的核—卫星型金银复合纳米颗粒具有形貌均匀、产率高等优点，但这种结构内部只能形成金纳米粒子核心与银纳米颗粒卫星间的2DSERS热点，其增强能力仍有限。综上所述，开发高结构均匀度和高SERS活性的新型金银复合纳米颗粒对食品中违禁色素的检测很有必要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种核-卫星型金银复合纳米SERS基底及其制备方法。该颗粒具备高SERS活性。

本发明提供一种核-卫星型金银复合纳米SERS基底的制备方法，步骤包括：

1）采用种子生长法合成直径为20—400 nm金纳米粒子核心；

2）以磷脂为原料经薄膜分散法获得2—10 mg/ml的脂质体，所述脂质体直径为50—500 nm；

3）将步骤2）的脂质体与步骤1）的金纳米粒子混合24 h，得到磷脂双层吸附的金纳米球；

4）取步骤3）获得的磷脂双层吸附的金纳米球，温和搅拌下依次加入所述磷脂双层吸附的金纳米球的1/25至1/5体积的0.01 mol/L 抗坏血酸、与抗坏血酸相同体积的2.5mmol/L氯金酸溶液，得到金纳米棒阵列，所述金纳米棒的长径为5-50 nm；