[发明专利]一种纳米金咖啡环的制备方法及其在SERS检测中的应用

说明书

本发明涉及食品安全检测技术领域，提供了一种纳米金咖啡环的制备方法及其在SERS检测中的应用。本发明利用纳米金溶胶制备得到了纳米金咖啡环，并且通过对纳米金溶胶的水洗去除了溶胶中的还原剂，能够制备得到边缘均匀整齐的咖啡环，以本发明制备的纳米金咖啡环作为SERS基底，能够显著提高拉曼信号的强度。实施例结果表明，以本发明制备的纳米金咖啡环作为SERS基底检测罗丹明6G时，检出限低至5×10^‑8M，说明本发明的纳米金咖啡环可作为SERS基底用于痕量分析物的检测。

技术领域

本发明涉及食品安全检测技术领域，尤其涉及一种纳米金咖啡环的制备方法及其在SERS检测中的应用。

背景技术

表面增强拉曼光谱(SERS)由于灵敏度高、速度快、能够提供分子结构等优点，在化学和生物分析中得到了广泛的应用，特别是在食品安全检测领域有广泛的应用。表面增强拉曼散射(SERS)主要来源于贵金属纳米粒子的局域表面等离子体共振(LSPR)特性，金、银纳米粒子是应用最广泛的贵金属SERS基底材料，它们通过聚集可以显著地增强拉曼信号，在生物医学、环境科学和食品安全等领域有着重要的应用。

SERS信号主要是由基底的表面等离子体共振产生的巨大电磁场所引起的，而且基底上尖锐的凸起或微小的缝隙处往往会形成更强的电磁场，构成SERS“活性热点”。“咖啡环效应”指的是固体表面的液滴蒸发，在边界处形成密集的环状阵列，在此过程中，大气、液滴和固体基体之间的三相接触线被固定。由于溶剂的蒸发，促使溶质从液滴的内部向外流动，从而产生了显著的毛细管流动，许多纳米颗粒聚集在环的边缘，形成许多团簇，从而提供很多热点。“咖啡环效应”可以适用于丰富探针分子和NPs，从而产生很强的拉曼信号。但是，目前本领域中不易得到均匀整齐的咖啡环，且利用金纳米粒子的咖啡环效应进行SERS检测还未见报道。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种纳米金咖啡环的制备方法及其在SERS检测中的应用。本发明提供的制备方法能够得到均匀整齐的纳米金咖啡环，所得纳米金咖啡环作为SERS基底对拉曼信号的增强效果好，能够进一步降低目标物的检测限。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种纳米金咖啡环的制备方法，包括以下步骤：

(1)将基底依次进行清洗和疏水处理，得到疏水基底；

(2)将纳米金溶胶水洗后滴加在疏水基底上，晾干后得到纳米金咖啡环；所述纳米金溶胶中金纳米粒子的直径为40～45nm；所述纳米金溶胶采用柠檬酸钠还原法制备得到。

优选的，所述步骤(1)中的清洗为依次使用水、乙醇、王水溶液和食人鱼洗液清洗；所述疏水处理为：将清洗后的基底在氢氟酸溶液中浸泡。

优选的，所述步骤(2)中纳米金溶胶的制备方法包括以下步骤：

(a)将柠檬酸钠溶液和三水合四氯金酸溶液混合进行还原反应，得到金纳米粒子晶种液；

(b)将金纳米粒子晶种液和柠檬酸钠溶液、三水合四氯金酸溶液混合进行生长，得到第一代金粒子溶胶；

(c)将第一代金粒子溶胶在柠檬酸钠溶液和三水合四氯金酸溶液作用下进行迭代生长，生长到第十四代，即得到所述纳米金溶胶。

优选的，所述纳米金溶胶的浓度为2.8×10¹²～3.2×10¹²NPs/mL。

优选的，所述步骤(2)中的水洗为离心水洗；所述离心水洗的转速为6500～7000rpm，离心水洗的次数为2～3次。

优选的，所述水洗后，还包括将水洗后的纳米金溶胶浓缩，所述浓缩的倍数为2～8倍。

本发明提供了上述方案所述制备方法制备得到的纳米金咖啡环。