[发明专利]一种用于制备表面增强拉曼光谱芯片的电解液

说明书

技术领域

本发明涉及拉曼光谱检测领域，尤其属于一种用于电沉积法制作表面增强拉曼光谱(Surface enhanced raman scattering,SERS)芯片的电解液。 

背景技术

SERS效应即利用激光与金属粒子形成等离共振效应，使待测分子产生的拉曼光谱信号增强，一般可以使检测信号增大约10⁴-10⁶倍甚至更高，在痕量分子的检测中有着很大的应用前景。迄今，已经开发了各种具有SERS效应的基底，如利用氧化还原反应处理后的粗糙金属表面及利用电化学方法制备的基底；用物理蒸镀、溅射等手段将金属纳米粒子沉积于玻璃、聚氯乙烯等不同材质表面的基底；球状、棒状、核壳结构等的金属溶胶；将单分散的金或者银纳米颗粒通过某种方式自组装于惰性衬底形成阵列的MFON；光子晶体衬底等。 

由于电沉积法能够通过简单地控制电流、电压等多种条件在较短时间内使基底表面形成金属纳米颗粒、纳米片、纳米棒等，方法简便、基底易得，现已有很多相关报道。但该类电极界面大多用于电化学催化合成领域，而仅有少量报道应用于拉曼光谱检测领域，如利用AgNO₃和柠檬酸作为电解液组装了纳米片的银微球基底，利用Au(SO₃)₂^3-电解液制得的星形金纳米SERS基底，利用HAuCl₄和NaClO₄作为电解液的金纳米颗粒镀膜等。利用电沉积金属形成纳米材料表面应用于拉曼光谱检测领域，其中一个难点是电解液的选择及优化配比等问题。由于SERS效应可以使信号增强10⁴以上，在大大提高拉曼信号的检测灵敏度的同时，材料表面所含有的微量杂质亦会产生一定的背景干扰；从微观方面看，若表面存在的杂质，包裹或部分包裹了活性金属表面不能使纳米金属颗粒裸露，必然会降低SERS效应。因此，选择合适的电解液及其优化的配比，是制备获得具有SERS效应又无拉曼背景干扰的芯片的技术关键。 

Ag是已报道的可以获得最大拉曼增强的金属，因此用电沉积法制备的Ag芯片具有很大的实际应用价值。据文献报道，在一定的电流密度下，0.01mol/L Ag₂SO₄，1.5mol/L KSCN和0-2mol/L NH₄Cl的电解液，可得到多孔Ag膜。但用此方法制作的纳米Ag表面，由于表面存在着少量KSCN、Ag₂SO₄、AgSCN等均会带来一定的拉曼光谱背景的干扰，不能直接用 于拉曼光谱的检测。因此若选择可溶性的Ag⁺与SCN⁺配位化合物作为电解液，电极上残留的AgSCN会产生较大的拉曼光谱的背景干扰，由于AgSCN具有较大的稳定常数，且稳定地包裹在材料表面而较难去除。若选择AgNO₃和HNO₃作为电解液，由于NO₃⁺在酸性环境下能够将Ag溶解，所以电沉积后，电解液中的HNO₃会将电沉积获得的Ag膜溶解，破坏所形成的多孔结构，故排除了以AgNO₃为主的电解液。柠檬酸作为电解液，则柠檬酸会带来一定的拉曼光谱背景干扰，而残留在电极表面的柠檬酸难以清洗干净或用其他试剂清洗脱附而清除。 

为了充分利用电化学催化合成领域中广泛使用的电沉积制备Ag电极的成熟技术，同时解决在激光拉曼光谱和表面增强拉曼光谱检测应用中存在的一系列问题，本发明提出了一种适合于制作用于SERS检测的芯片的特殊电解液，以获得高效SERS的芯片。 

发明内容

为了克服现有技术领域中的上述缺陷，本发明提供了一种具有高效SERS效应，且容易去除芯片表面的杂质，以进一步消除拉曼光谱的背景信号的电解液。 

本发明提供的一种用于制备表面增强拉曼光谱芯片的电解液，由贵金属盐、含氢离子的酸或盐和水，其中贵金属盐为可溶性或微溶性金属盐。