[发明专利]一种基于纳米颗粒-金膜体系构造高场增强的纳米间隙及其制备方法

说明书

本发明提供一种基于纳米颗粒‑金膜体系构造高场增强的纳米间隙及其制备方法。方法如下：(1)在棱镜表面依次蒸镀铬和金膜；(2)制备纳米探针溶液；(3)将纳米探针溶液滴加于在金膜上形成耦合芯片即得。所制备的纳米间隙，可用于增强拉曼光谱检测，通过棱镜激发的方式激发金膜表面等离激元，并激发纳米颗粒与其在金膜中镜像间的局域表面等离激元，纳米颗粒与镜像间的纳米间隙将产生巨大的局域电场，进而对处于纳米间隙的目标分子的拉曼信号进行放大，实现重复性好、灵敏度高的拉曼光谱检测。本方法制备方法简单、成本低廉，具有较大的应用潜力。

技术领域

本发明属于光谱检测领域，具体涉及一种基于纳米颗粒-金膜体系构造高场增强的纳米间隙的方法。

背景技术

传统的表面增强拉曼散射基底，有金属溶胶和一些固态基底。金属溶胶制备简单但不稳定，易发生聚沉，在溶液中测量拉曼信号时强度波动较大，一般都是来自统计平均的结果。一般的固态基底，“热点”分布随机，不易控制，均匀性较差，进而导致在使用过程中信号不稳定、信号不佳等问题，影响测试数据的准确性和可靠性。而对于一些微纳加工制备的固态基底，均一性较好但成本昂贵，不易推广。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于纳米颗粒-金膜体系构造高场增强的纳米间隙及其制备方法，该纳米间隙可用于增强拉曼光谱检测，重复性好，灵敏度高。

本发明使用经过表面修饰的金颗粒作为纳米探针溶液，再将纳米探针溶液滴在金膜上，金颗粒将吸附在金膜上形成金颗粒金膜的耦合体系，通过棱镜入射的方式激发金膜表面等离激元，产生垂直于金膜表面的电场，纳米颗粒与镜像间的纳米间隙将产生巨大的局域电磁场，起到增强拉曼信号的效果。

本发明提供的技术方案如下：

一种基于纳米颗粒-金膜体系构造高场增强的纳米间隙的方法，以棱镜激发作为激发手段，包括以下步骤：

(1)在棱镜表面依次蒸镀铬和金膜；

(2)制备纳米探针溶液；

(3)将纳米探针溶液滴加于在金膜上形成耦合芯片即得。

优选的，使用波长为633nm的激光激发，p偏振，棱镜入射方式，入射角度为42-78°，100×物镜在颗粒位置处收集拉曼信号。激光功率为2mW，积分时间为60s。

进一步，步骤(1)中铬的厚度为3-5nm，金膜的厚度为45-55nm。

进一步，所述步骤(1)中蒸镀的使用热蒸发镀膜机，蒸发速率为0.05nm/s，其中铬蒸镀6s，金膜蒸馍100s。

进一步，所述步骤(2)中纳米探针溶液的制备方法如下：将待测分子溶液加入到金颗粒溶液中混合后即得。

进一步，所述步骤(2)中待测分子为拉曼分子，包括巯基苯甲酸和巯基吡啶，浓度为10μmol/L。

进一步，所述步骤(2)中金颗粒的0.03nM，颗粒的尺寸是60nm。

进一步，所述步骤(2)中拉曼分子与金颗粒的摩尔比为1:30-60。

进一步，所述步骤(3)中制备耦合芯片的方法如下：将纳米探针溶液滴加在金膜表面，静置后干燥即得；所述耦合芯片上金颗粒的间距为5-10微米。优选的，将40微升纳米探针溶液滴在金膜表面，形成直径约5毫米的圆，静置10分钟，金颗粒将吸附在金膜表面，形成纳米颗粒与金膜的耦合体系。

本发明的另一目的在于提供利用上述方法制备的基于纳米颗粒-金膜体系构造高场增强的纳米间隙。

本发明还提供了上述基于纳米颗粒-金膜体系构造高场增强的纳米间隙在拉曼检测中的应用。

本发明的有益效果：