[发明专利]一种表面增强拉曼散射基底及其应用方法

说明书

本发明公开了一种表面增强拉曼散射基底及其应用方法，包括如下步骤：S1、将拉曼信号分子与金属纳米球原液充分搅拌，使拉曼信号分子偶联在金属纳米球表面，得到偶联了拉曼信号分子的金属纳米球溶液；S2、利用EBL技术在平整的金膜上制备鱼骨结构；S3、将偶联了拉曼信号分子的金属纳米球溶液滴在制备好的鱼骨结构上，进行超声和加热处理，避免出现金属纳米球团聚现象；S4、通过扫描电子显微镜观察，找出处于鱼骨结构中心区域的单个金属纳米球；S5、用圆偏振光激发所述S4中单个金属纳米球处于其中心区域的鱼骨结构，用拉曼光谱仪收集拉曼信号分子的拉曼光谱信息，并对所收集到的拉曼光谱信息进行分析。

技术领域

本发明涉及新型功能材料制备应用技术领域，具体涉及一种表面增强拉曼散射基底及其应用方法。

背景技术

拉曼光谱分析法是对入射光激发后产生的非弹性的散射光谱进行采集分析，通过散射光的频移以得到分子振动等信息，并将其应用于分子结构分析表征的一种研究方法。上世纪70年代，Fleischman等首次发现分子在粗糙银表面的拉曼信号大幅度增强，这一现象被称为表面拉曼增强散射(Surface-enhanced Raman Scattering，简称SERS)。表面拉曼增强光谱可以很好的反映分子本身的特征结构，并具有高灵敏度、对样品的非破坏性、操作简便等优点，目前已被广泛应用于电化学、生物分析、传感、食品安全等领域。

但是，拉曼光谱本身信号强度很低，大大限制了其检测灵敏度和检测范围。表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering，简称SERS)光谱技术可使拉曼信号明显增强，提高其检测的灵敏度。然而研究人员在实验中也逐渐发现了SERS存在的两大普适性问题：一是基底材料的普适性，只有在金、银、铜和一些不常用的碱金属表面能得到较强SERS效应，除此以外的金属体系一直没能在实验中检测出高的SERS效应；二是表面形貌的普适性，只有在粗糙的或具有一定纳米结构的金属表面能得到高SERS活性，表界面研究中常用到的平滑表面乃至单晶表面均无法用于SERS研究，这使得SERS技术在很长一段时间内并未被表面科学家所认可。至此，拉曼光谱信号强度低的问题一直未被解决。

发明内容

为此，为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出一种表面增强拉曼散射基底及其应用方法。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种表面增强拉曼散射基底的应用方法，包括如下步骤：

S1、将拉曼信号分子与金属纳米球原液充分搅拌，使拉曼信号分子偶联在金属纳米球表面，得到偶联了拉曼信号分子的金属纳米球溶液；

S2、利用EBL技术在平整的金膜上制备鱼骨结构；

S3、将所述S1中偶联了拉曼信号分子的金属纳米球溶液滴在所述S2中制备好的鱼骨结构上，进行超声和加热处理，避免出现金属纳米球团聚现象；

S4、通过扫描电子显微镜观察所述S3的结果，找出处于鱼骨结构中心区域的单个金属纳米球；

S5、用圆偏振光激发所述S4中单个金属纳米球处于其中心区域的鱼骨结构，用拉曼光谱仪收集拉曼信号分子的拉曼光谱信息，并对所收集到的拉曼光谱信息进行分析。

进一步的，所述S1中的选用对巯基苯甲酸作为拉曼信号分子。

进一步的，所述S1包括：

S11、用无水乙醇对金属纳米球原液进行稀释，用离心机对已经稀释后的金属纳米球原液进行离心，离心完成后去除上清液；

S12、对S11中去除上清液后的原液再次加入无水乙醇，再次进行离心操作，离心完成后去除上清液，加入去离子水；

S13、对S12中所完成后的溶液加入对巯基苯甲酸溶液，置于磁力搅拌机上搅拌，使对巯基苯甲酸分子与金属纳米球充分结合；