[发明专利]电沉积法制作的表面增强拉曼光谱基底背景信号去除方法

说明书

技术领域

本发明涉及拉曼光谱检测领域，尤其属于一种表面增强拉曼光谱(Electrochemical-Surface enhanced raman scattering,SERS)基底背景信号去除方法。

背景技术

SERS效应即利用激光与金属粒子形成激元等离共振效应，使待测分子产生增大约10⁴-10⁶倍甚至更高的检测信号，在痕量分子的检测中有很大的应用前景。迄今，有很多研究聚焦于开发各种具有SERS效应的基底，如有利用氧化还原反应作用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。其中，由于电沉积法能够通过简单地控制电流、电压等条件在较短时间内使基底表面形成金属纳米粒子、纳米片、纳米棒等，方法简便、基底易得，现已有很多相关报道。但该类电极大多用于电催化领域，而鲜有应用于拉曼光谱检测领域，仅有少量相关报道，如利用AgNO₃和柠檬酸作为电解液的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。其中，主要的难点在于在利用电沉积法制备SERS基底时，由于SERS效应能使信号增大10⁴以上，大大提高了拉曼信号的检测灵敏度。因此表面含量很低的杂质也会产生一定的背景干扰，从另一方面来说，若表面存在杂质不能使纳米金属颗粒裸露，也会降低SERS效应。而现有报道的应用于电催化领域的纳米金属基底，仅需考虑电信号干扰问题，而无需考虑拉曼背景信号干扰问题。因此将种类繁多的应用于电催化领域的纳米金属基底应用于拉曼检测中，需要解决一个关键的技术问题，即为了使制备的基底能够应用于拉曼光谱检测，基底的没有或仅有较小的背景干扰。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种能够去除SERS基底拉曼背景信号的方法。

本发明提供的一种电沉积法制作的表面增强拉曼光谱基底背景信号去除方法，利用电沉积反应增大基体表面的拉曼检测信号，并对留在其表面的杂质进行清洗，包含以下步骤：(1)选择三种以下的离子种类作为电解液对导电基底进行电沉积反应，应选择对拉曼背景干扰较少的离子对；(2)对在电沉积反应后的基底用超纯水进行清洗；(3)对残留在基底表面的沉积物进行清洗，选择比沉积物稳定常数更大的络合物进行清洗，络合物本身对基体拉曼背应当没有或仅有少量干扰；(4)再次对基底用超纯水进行清洗。

作为优选，步骤(1)中对导电基底进行电沉积反应的电解液选择为Ag₂SO₄和H₂SO₄的混合液；步骤(3)中对沉积物进行清洗的络合物选择为Na₂S₂O₃。由于Ag⁺和S₂O₃^2-络合物的稳定常数为10^14.15，稳定常数较大，形成的Ag⁺和S₂O₃^2-络合物能够溶解于水中，不会形成固体。经过清洗后纳米银裸露。因此用更加稳定且溶于水的Ag络合物除去Ag₂SO₄的方法是可行的，能够用来处理通过该电沉积方法得到的基底的表面干扰。

作为优选，步骤(1)中选择0.01mol/L的Ag₂SO₄和0.6mol/L的H₂SO₄和水的混合液作为电解液，以0.03A的恒电流通电30s对导电基体进行电沉积反应。

本发明对应用于电催化领域的纳米金属电极进行改性，使其具备SERS效应，从而应用于SERS领域，实现痕量分子的检测。另一方面从电解液的组合和电沉积后表面沉积物清洗的角度出发，选用比沉积物稳定常数更大的络合物，同时保证该络合物本身没有或仅有很小的干扰，解决电沉积法制备的SERS基底中拉曼背景干扰问题。

附图说明