[发明专利]一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法和应用

说明书

本发明属于激光拉曼检测技术领域，公开了一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法和应用。该基底的表面覆盖有有序刻蚀银纳米线膜，该有序刻蚀银纳米线薄膜是由相互平行的刻蚀银纳米线有序排列而成，刻蚀银纳米线之间的平均间距0‑15nm，单根刻蚀银纳米线表面的粗糙度在0‑20nm。制备方法是利用化学方法在银纳米线表面进行刻蚀，再将这种刻蚀银纳米线通过三相界面法进行自组装，然后转移到基底表面。该方法不仅具有方法简单、成本低廉、易于实现等优点。将该基底用于SERS检测，具有较高的检测灵敏度，用罗丹明B为探针分子时最低检测限可达10^‑11M，在食品、环境、医疗、生物等领域有广泛的潜在应用前景。

技术领域

本发明属于纳米科学、分析科学、生命科学、环境科学，食品科学以及激光拉曼检测技术领域，具体涉及一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法和应用。

背景技术

表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering，SERS)，由于具有极高的灵敏度，可实现对样品分子的单分子检测，已经成为十分重要的快速微量检测手段。SERS基底的活性很大程度上与金属纳米颗粒的大小、形状、表面粗糙程度以及间距相关。因此，制备高性能SERS基底对于金属纳米颗粒的形状的控制合成和间距调控要求是相当高的。

随着纳米科学的发展，不同形状的纳米材料合成出来，经常作为组成SERS基底的纳米材料包括，金银纳米球，纳米立方，纳米线等等，其中银纳米线是较为广泛使用的纳米材料或之一，然而银纳米线作为组成SERS基底的材料时，热点主要分布于银纳米线的尖端处，且表面信号不均匀，同时杂乱无章排布的银纳米线膜导致SERS基底各点信号的重线性的较差。限制了它的广泛应用。

发明内容

为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种表面增强拉曼散射基底。

本发明的另一目的在于提供一种上述表面增强拉曼散射基底的制备方法。该方法利用化学刻蚀剂将银纳米线的表面进行刻蚀，用三相界面自组装法组装新型刻蚀银纳米线，之后转移到基底表面，形成有序刻蚀银纳米线膜作为表面增强拉曼散射基底，此方法制备的有序刻蚀银线膜基底中，热点不仅存在于银纳米线尖端处，并且也存在于刻蚀后形成的粗糙表面和取向后形成的纳米级间隙处，能够产生更强的拉曼增强信号；并且有序结构形成后，基底表面SERS信号的重现性亦大大提高。

本发明的再一目的在于提供上述表面增强拉曼散射基底的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种表面增强拉曼散射基底，该基底的表面覆盖有有序刻蚀银纳米线膜，该有序刻蚀银纳米线膜是由相互平行的刻蚀银纳米线有序排列而成，刻蚀银纳米线之间的平均间距0-15nm，单根刻蚀银纳米线表面的粗糙度在0-20nm。

我们规定单根刻蚀银纳米线表面的粗糙度(R)：

其中Xn代表银纳米线沿长轴方向横截面上任意一点的高度，代表该横截面上银纳米线的平均高度。

刻蚀银纳米线之间的平均间距(D)：

D_maxi为相邻两条银纳米线的最大间距。

上述表面增强拉曼散射基底的制备方法，包括以下步骤：

(1)通过刻蚀剂对银纳米线表面刻蚀处理，形成刻蚀银纳米线溶胶；

(2)通过界面自组装法在三相界面处形成有序刻蚀银纳米线薄膜；

(3)将界面上自组装的有序刻蚀银纳米线薄膜转移到基底表面，形成表面增强拉曼散射基底。

步骤(1)所述刻蚀剂为体积比(10：1)-(1：1)的浓氨水和双氧水混合物。