[发明专利]一种表面增强拉曼散射基底及其原位生长方法

说明书

一种表面增强拉曼散射基底及其原位生长方法，该基底在经过清洗和表面电荷修饰处理的基片上原位生长单层膜，所述单层材料为金纳米颗粒，且颗粒的分布密度为1.44‑4.77个/μm2。制备方法：配制三种清洗液；配制三种修饰剂；配制金纳米颗粒生长液；将基片分别在三种清洗液中煮沸清洗干净；再对清洗后的基片进行修饰处理；在湿盒中将金纳米颗粒生长液滴在修饰后的基片上，静置生长后冲洗吹干得成品。本发明方法简便易行，所得基底性能良好，对设备要求低，可产业化。

技术领域

本发明涉及拉曼散射基底制备领域，具体涉及一种表面增强拉曼散射基底及其原位生长方法。

背景技术

表面增强拉曼散射（SERS）作为一种分析检测手段有以下三个明显优点:(1)高灵敏度：SERS 的增强因子最高可以达到1014-1015，这使得单分子检测成为可能。(2)高选择性：共振增强的选择性和表面选择定则使得 SERS 可以在复杂体系中仅增强目标分子或基团，得到目标分子的指纹光谱信息。(3)检测条件温和：SERS 光谱可以方便地用于水溶液体系，而且样品可以是固态、液态或汽态。

活性基底的制备是获得SERS信号的前提, 为了将SERS作为一种常规、在线的分析工具, 所制备的SERS基底应具有增强能力强且均一性好、易于制备和存储、使用方便等特点。由于具有独特的光学性能和纳米尺度的粗糙表面, 金、银、铜等纳米结构具有很好的SERS活性; 而且随着纳米材料制备技术的日益成熟, 尺寸和形状高度可控的金属纳米粒子已经可以通过多种方法被制备出来。因此, 利用纳米技术制备SERS活性基底是目前SERS研究的一个重要发展方向。

根据目前的研究情况, 胶体态的SERS活性基底由于其特殊的流动性非常适合于生物领域的实时检测, 但是分散的单个纳米粒子的拉曼增强效果相对较弱, 而以聚集态的纳米粒子作为基底又很难获得可重复的光谱。因此, 既具有高效的SERS 增强效应又有很好的光谱重现性的有序固态基底成为研究热点。

目前制备有序固态基底的方法主要有：自组装法、模板法、电子束刻蚀、离子束光刻以及原位生长等。以自组装法为例，由于成膜机理制约，粒子之间的间距偏大,难以形成丰富的纳米级颗粒间隙，因而SERS增强性能受限。电子束刻蚀以及离子束光刻可以得到SERS效果优良的增强基底，但是设备成本高昂，制作周期长。原位生长方法拥有自组装方法经济便捷的优点，且SERS性能较自组装方法优秀，但是重复性难以保证。因此，如何通过简单、经济的方法制备出增强能力强且均一性好、易于制备和存储、使用方便的SERS基底仍然是一个有待解决的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种表面增强拉曼散射基底及其原位生长方法，基底增强能力强、均一性好、成本低，原位生长方法简单、快速、可调控。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种表面增强拉曼散射基底，在经过清洗和表面电荷修饰处理的基片上原位生长单层膜，所述单层膜的材料为金纳米颗粒，且金纳米颗粒的分布密度为1.44-4.77个/μm2。

作为表面增强拉曼散射基底优选的是，所述金纳米颗粒形状为球状或花状，颗粒大小为151-511 nm。

作为表面增强拉曼散射基底优选的是，所述基片为硅片或玻璃片。

上述表面增强拉曼散射基底的原位生长方法，包括以下步骤：

步骤1，配制过氧化氢和浓硫酸的第一混合液，氨水和过氧化氢的第二混合液，浓盐酸和过氧化氢的第三混合液；

步骤2，配制氨基硅烷化试剂乙醇溶液，4-苯乙烯磺酸脂钠水溶液, 聚二烯丙基二甲基氯化铵水溶液；