[发明专利]一种一锅法合成具有SERS活性的空心金纳米花的方法

说明书

本发明的一种一锅法合成具有SERS活性的空心金纳米花的方法属于纳米材料制备的技术领域，具体步骤为：在25℃水中，搅拌条件下先加入氯金酸，完全溶解后加入硅烷偶联剂；控制pH在9.0～9.5之间，预反应10分钟后，再加入还原剂；还原反应30分钟后，最终得到具有良好的表面增强拉曼光谱检测效果的空心金纳米花。本发明反应过程速度快且条件温和，对环境相对更友好，合成的空心金纳米花尺寸均一，具有优良的表面增强拉曼光谱检测效果。

技术领域

本发明属于纳米材料制备的技术领域，特别涉及一种一锅法合成具有SERS活性的空心金纳米花的方法。

背景技术

空心金纳米花作为一种新型的空心纳米材料，由于其多枝的结构、粗糙的表面及较大的内、外腔比表面积，具有相对更强的局域表面等离子体共振效应(该效应可用于生物成像、光热治疗及表面增强拉曼光谱的检测等)；此外，内腔的空心结构还为内腔负载药物分子应用于光、热协同治疗提供了潜在的应用价值。

近年来，关于空心金纳米粒子的制备，主要是利用模板法。如，利用二氧化硅或其他金属纳米粒子作为硬模剂，包覆金纳米花后再进行刻蚀，最终可得到空心花状纳米结构(Nature protocols 2007,2(9):2182；CN 201010102013.1)；再比如，有些课题组利用软模板法，在微乳液体系中，利用表面活性剂形成的囊泡作为软模板，将金前体不断在其表面沉积，最终经还原也能得到空心金纳米花(International journal of nanomedicine 2014,9:517)，但该类方法操作麻烦，反应产物还不清洁，且对环境不够友好。

表面增强拉曼光谱(简称SERS)作为一种高效、快速的检测方法，得到了广泛的应用。粗糙的金属基底带来的尖端等离子体的富集所产生的电磁场，使空心金纳米花在表面增强拉曼光谱领域有着广泛的应用前景。为了提高稳定性、防止粗糙表面的熟化，表面活性剂、血清蛋白等配体通常被加入到体系中，附着在空心金纳米花表面作为稳定剂。然而，这种方法修饰的空心金纳米花对于拉曼信号的增强效果非常弱或者几乎没有，因为这种配体在金纳米粒子表面有很强的吸附能力，阻止了拉曼探针吸附在金表面。因此，合成一种表面清洁的空心金纳米材料对于拉曼增强光谱的检测具有重要价值。

总之，尽管空心金纳米花在生物化学、材料科学等方面具有广泛的潜在应用价值，但是，目前的合成方法还存在很多缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种操作简单，环境友好，产物清洁且具有良好的SERS活性的空心金纳米花的制备方法。

具体的技术方案如下：

一种一锅法合成具有SERS活性的空心金纳米花的方法，具体步骤为：在25℃水中，搅拌条件下先加入氯金酸，完全溶解后加入硅烷偶联剂，氯金酸与硅烷偶联剂的摩尔比为1:6；控制pH在9.0～9.5之间，预反应10分钟后，再加入还原剂，氯金酸与还原剂的摩尔比为1:0.5～1:1.8，所述的还原剂是浓度为0.1M的抗坏血酸水溶液；还原反应30分钟后，最终得到具有良好的表面增强拉曼光谱检测效果的空心金纳米花。

所述的氯金酸在反应溶液中的终浓度优选0.25mM。

所述的硅烷偶联剂优选3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷或其它带有氨基或巯基的硅烷偶联剂中的一种或多种混合物。