[发明专利]一种表面增强拉曼散射基体的制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种表面增强拉曼散射基体的制备方法，特别涉及一种颗粒粒径和颗粒间隙可调的介孔贵金属阵列表面增强拉曼散射基体的制备方法。

【背景技术】

拉曼光谱探测技术具有不需要对样品进行标记，无光漂白，非破坏性，非接触性，无需复杂的样品制备技术等优点，但极小的散射截面在很大程度上限制了其在很多领域中的应用。表面增强拉曼散射（SERS）是一种最有效的解决这一问题的方法，可以在局域获得达到10⁸-10¹⁰量级的拉曼信号增强的效应，这使得拉曼光谱检测技术在诸多领域如生物分子检测、痕量分析乃至单分子识别等领域具有广泛的应用前景。制备SERS活性基体大致分为两组：随机颗粒粗糙表面和有序纳米颗粒阵列。但是由于随机颗粒粗糙表面的增强幅度变化较大并且不容易定量研究颗粒或者是粗糙尖端之间的电磁耦合作用，因此随机粗糙表面不利于提高SERS检测的重复性。

研究制备有序颗粒阵列，可以根据理论设计和选择几何结构，调制光学特性和提高增强因子，可以提高活性基体的均匀性和SERS检测的重复性。

关于有序颗粒制备方法已见报道的有：模板法，电化学法，自组装单层法等。其中利用电子束刻蚀技术或者AAO模板和化学还原的方法相结合制备周期阵列，可以将周期控制在微米或者是次微米尺寸范围内，单元细节结构尺度变化在纳米级别范围，但是单元结构之间存在形貌差别，而且获得1到2nm的均匀热点分布较为困难，不利于提高SERS基体的重复性。因此对于重复单元和间隙尺寸的精确控制成为SERS基体研究的一个重要目标。

研究证实介孔材料具有高度有序性，比表面积高，热稳定性等特点，以硅基介孔材料为模板，合成非硅基材料，例如碳，金属氧化物，金属，可以有效控制颗粒直径和间隙尺寸。非硅基材料的制备已有报道，但是用贵金属介孔材料制备成SERS基体未见报道。本专利旨在通过使用高度有序性分子筛模板制备贵金属介孔材料，将介孔贵金属作为SERS活性基体，提高SERS检测的灵敏度和重复性。此方法可以精确控制颗粒粒径和间隙距离，高度有序性有利于提高SERS的重复性。

【发明内容】

本发明的目的在于提高SERS检测的灵敏度和重复性，提供一种表面增强拉曼散射基体的制备方法。依照本发明方法，可以通过选择不同孔径和壁厚的硅基模板及不同贵金属无机盐溶液浓度，得到不同颗粒直径和间隙的介孔金属，测试结果表明所制备的不同的粒径的介孔银具有不同的灵敏度，颗粒之间的电场耦合形成均匀的热点分布，因此在表面增强拉曼散射领域里，对于化学、生物及医学方面的分子检测灵敏性及重复性具有很大的应用前景。

本发明采用如下技术方案：

一种表面增强拉曼散射基体的制备方法，取分子筛模板，将其溶解后，在其孔径内填充贵金属无机盐，在40℃干燥2天后再将分子筛模板腐蚀掉即得贵金属介孔材料，最后将贵金属介孔材料滴到硅片或者玻璃片上，滴入结晶紫溶液，做拉曼表征；其中，所述分子筛模板的孔径为10nm～200nm，壁厚为2nm～10nm；填充入分子筛模板中的所述贵金属无机盐以水溶液的形式填充。

在溶解分子筛模板的过程中，加入修饰剂，以去掉分子筛模板上的羟基。

所述修饰剂选择三甲基氯硅烷、六甲基二硅胺烷或3-氨基丙基三乙氧基硅烷。

采用煅烧或还原的方法腐蚀掉分子筛模板，所述还原的具体方法为：向其中加入还原剂柠檬酸三钠、乙二醇或葡萄糖，在油浴加温干燥，干燥后用碱液清洗去分子筛模板；所述煅烧的方法为：将物料放在瓷舟中，于气氛炉中煅烧以使贵金属无机盐分解，最后再用碱液或酸液清洗掉分子筛模板。

所述分子筛模板选自多孔硅KIT-6或有序介孔硅OMS。

溶解分子筛模板的溶剂为有机溶剂，选择正己烷或甲苯。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明制备的SERS基体，具有粒径可调，粒径和间隙（间隙为1-2nm）均匀，，拉曼表征结果显示可以调节检测信号的灵敏度，颗粒之间的电场耦合形成的热点分布均匀而且场强增强幅度高，因而有利于提高SERS检测分子的灵敏度和重复性。

【附图说明】

图1为实施例1制备的孔径为10纳米，间隙为2纳米的介孔银的扫描电镜图像。

图2为实施例1制备的粒径为10纳米，间隙为2纳米的介孔银的透射电镜图像。

图3为实施例4制备的粒径为28纳米，间隙为2纳米的介孔银的扫描电镜图像。

图4制备不同粒径的介孔银基体的拉曼表征。

【具体实施方式】