[发明专利]一种双层金纳米颗粒修饰的柔性SERS基底及其制备方法

说明书

一种双层金纳米颗粒修饰的柔性SERS基底的制备方法，通过由连续的逐层沉积并转移的方式获得紧密堆积的三维Au粒子纳米结构，并置于透明且具柔性的PDMS薄膜表面。两层金纳米颗粒的紧密堆积，减少了纳米颗粒之间的间隙，使得纳米粒子之间的电磁场增强，从而提高了SERS的灵敏度。同时，PDMS膜为纳米颗粒的自组装提供了平坦的表面，其灵活而透明的特性可用于原位检测任意待测表面上的分析物。

技术领域

本发明涉及SERS基底，具体涉及一种以聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜为负载模板，通过连续的逐层沉积并转移的方式获得紧密堆积的三维Au纳米颗粒薄膜结构。

背景技术

等离激元“热点”在表面增强拉曼散射(SERS)过程中起着关键作用，使得SERS技术在光谱分析中具有超高的表面灵敏度。由于金和银纳米颗粒(Au NPs和Ag NPs)是构筑“热点”的主要物质已被最广泛地用作拉曼增强基底。相较于Ag NPs，Au NPs尺寸和形态容易可控，稳定性好和优异的生物相容性等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的具有双层金纳米颗粒修饰的柔性SERS基底。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：

一种双层金纳米颗粒修饰的柔性SERS基底的制备方法，包括以下步骤：

S1.将金种子加入超纯水中，冰浴搅拌一段时间，再依次加入柠檬酸钠、抗坏血酸，持续冰浴搅拌，然后加入HAuCl₄，在冰浴中持续搅拌，最后在水浴锅加热，制备出Au NPs胶体；

S2.将环己烷滴加到装有Au NPs胶体的容器中，以产生有机-水界面，再滴入无水乙醇使有机-水界面形成Au NPs单层膜，待环己烷完全蒸发后，将硅片以小角度浸入纳米颗粒单层膜中并缓慢拉出，使纳米颗粒单层膜转移到硅片表面；纳米颗粒薄膜干燥后，进行重复转移，生成三维纳米颗粒薄膜结构；

S3.将PDMS膜从一端放置表面并轻压，然后直接剥离，将三维Au纳米颗粒薄膜转移到PDMS膜的表面，制备出两层金纳米粒子改性的柔性SERS基底。

进一步的，所述步骤S1包括：用移液枪移取3mL的45nm金种子到装有20mL超纯水的圆底烧瓶中，-5℃冰浴搅拌10min，再依次加入30uL 1％柠檬酸钠、0.4mL 1％抗坏血酸，持续冰浴搅拌15min，然后加入0.654mL 1％HAuCl₄，在冰浴中持续搅拌20min，最后在70℃水浴锅加热30min，制备出120nm的Au NPs胶体。

进一步的，所述步骤S2包括：将2mL环己烷滴加到装有Au NPs胶体的烧杯中，以产生有机-水界面；接着，将无水乙醇滴加该烧杯中；在乙醇的诱导下，Au NPs单层膜立即在有机-水界面形成，显示出闪亮的金黄色；待环己烷完全蒸发后，将硅片以小角度浸入纳米颗粒单层膜中并缓慢拉出，从而将纳米颗粒单层膜转移到硅片表面；纳米颗粒薄膜干燥后，进行重复转移，生成了三维纳米颗粒薄膜结构。

进一步的，所述硅片浸入角度为5-10°。

进一步的，所述步骤S2之前还包括步骤S2'：将Au NPs胶体以8000rpm离心5min，取其沉淀，将浓缩的颗粒再分散适量的超纯水中。

进一步的，所述步骤S3中，制备PDMS膜的固化剂与基础弹性体体积之比为1：13。

本发明还提供了由上述方法制备的双层金纳米颗粒修饰的柔性SERS基底。

与现有技术相比，本发明的有益效果：