[发明专利]一种金银核壳纳米花的电化学合成方法及其用于福美双的SERS检测

说明书

本发明公开了一种金银核壳纳米花的电化学合成方法，包括向四氯金酸溶液中加入氧化铟锡载波片基底，在0.3－0.7V的恒定电压下进行电化学沉积使得氧化铟锡载波片基底上沉积金纳米花，其中，沉积时间为25－125s；金纳米花为工作电极，在硝酸银溶液中以‑0.7－‑0.5V的恒定电压下进行电化学沉积得到金银核壳纳米花，其中，沉积时间为25－125s。该制备方法制备时间短，制备得到的金银壳纳米花能够较高灵敏度的，较强稳定性的，较快检测速度的检测福美双的浓度。本发明还公开了利用金银核壳纳米花的制备方法制备得到的金银核壳纳米花，以及在检测福美双浓度上的应用。

技术领域

本发明属于化合物检测领域，具体涉及一种金银核壳纳米花的电化学合成方法及其用于福美双的SERS检测。

背景技术

福美双作为一种二硫代氨基甲酸酯类杀菌剂已被广泛用于种子、水果和蔬菜中，而福美双的不当处置和滥用已对人类健康和环境的可持续发展构成严重威胁。人体对福美双的微量摄入或吸入还会导致头痛、恶心、疲惫和眩晕。此外，福美双作为一种诱变剂，也可能会引起染色体水平的变化。因此，开发可靠、简单和超微量的福美双传感检测方法，对于确保食品安全活动至关重要。

由于福美双的潜在健康风险，目前已建立许多检测方法，如气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱法和液相色谱-质谱法。虽然这些分析技术具有良好的灵敏度，但仍存在无法实时监测、操作复杂、与样品直接交互、采样过程烦琐复杂等缺点。与上述方法相比，拉曼光谱表现出的指纹光谱使拉曼技术应用于检测时具有较好的选择性，但传统拉曼技术分析待测物时，往往信号较弱，在实际应用中存在一定的局限性。近年来，表面增强拉曼散射(SERS)在农药检测研究中因其具有高灵敏度、时间短、非破坏性和可靠的基于分子结构指纹监测等特点，而引起了人们的极大兴趣。此前的研究中出现了多种SERS底物合成方法，如模板辅助制造、纳米光刻、界面自组装技术和电化学等。在已报道的方法中，电化学沉积提供了一种制备SERS基底的简单、容易和快速的方法。

电化学技术已被用来制造纳米结构并将其作为SERS基底，因此可以通过不同的电化学沉积策略来设计新的SERS基底，即在可调谐的阳极氧化铝和二氧化硅纳米通道中精确地进行电化学沉积贵金属材料，然后将模板材料去除，可以设计出许多具有不同尺寸和形态的金属纳米结构。此外，电化学沉积和纳米光刻技术相结合也被用于在相邻的纳米结构或“热点”区域之间形成窄间隙，从而显著提高增强因子。然而，复杂的制备过程和较长的制备时间限制了它们在SERS测量特别是食品分析领域中的广泛使用。

金属纳米结构在导电材料如氧化铟锡(ITO)上的直接沉积已有报道，但通常仅限于单组分纳米颗粒。这些单组分材料具有相对较低的SERS增强效果和较差的信号。受双金属纳米结构的高性能的启发，通过简单的直接电化学步骤设计出具有高增强因子的双金属SERS基底，可以满足实际应用的要求。

发明内容

本发明提供一种金银核壳纳米花的电化学合成方法，该制备方法制备时间短，制备得到的金银壳纳米花能够较高灵敏度的，较强稳定性的，较快检测速度的检测福美双的浓度。

一种金银核壳纳米花的电化学合成方法，包括：

(1)向四氯金酸溶液中加入氧化铟锡载波片基底，在0.3－0.7V的恒定电压下进行电化学沉积使得氧化铟锡载波片基底上沉积金纳米花，其中，沉积时间为25－125s；

(2)以步骤(1)得到的金纳米花为工作电极，在硝酸银溶液中以-0.7－-0.5V的恒定电压下进行电化学沉积得到金银核壳纳米花，其中，沉积时间为25－125s。

金纳米颗粒呈圆形斑点均匀且独立地分散在氧化烟锡载玻片基底上，金纳米颗粒的形状是花状的。花状金纳米结构是由不同大小的尖锐的晶体3D边缘聚集在一起构成的。

镀银后，纳米花的平均尺寸进一步增大，金纳米花的尖锐边缘被延长，且边缘之间出现了许多空洞，这些空洞被认为是潜在的目标陷阱位置。这些3D边缘作为SERS“热点”区域，表明其具有高SERS增强性能的潜力。