[发明专利]表面增强拉曼光谱基底的制备方法及表面增强拉曼检测方法

说明书

本发明提供一种表面增强拉曼光谱基底的制备方法，其包括以下步骤：准备二氧化硅纳米颗粒，使二氧化硅纳米球超声分散在水溶液中；将有机高分子增粘剂与二氧化硅乳浊液混合，在室温下高速搅拌，对二氧化硅纳米球进行表面包覆；在包覆的二氧化硅溶液中加入葡萄糖，搅拌，基于预包覆的有机高分子增粘剂使葡萄糖均匀附着在二氧化硅纳米球表面；将现配的银氨溶液超声震荡使其均匀分散；将准备的银氨溶液加入二氧化硅溶液中，搅拌，从而制备Ag包覆的二氧化硅核壳结构，将Ag包覆的二氧化硅核壳结构颗粒洗涤、干燥，将其作为表面增强拉曼光谱基底。本发明表面增强效果优异。

技术领域

本发明涉及表面增强拉曼检测技术领域，尤其涉及可以低温短时间的制备表面增强拉曼光谱基底的方法以及表面增强拉曼的检测方法。

背景技术

1928年，C. V. Raman发现了拉曼散射现象。60年代激光器大幅提高了激发效率，成为拉曼光谱的理想光源，拉曼散射的研究进入全新时期。后期单色仪、检测器、光学显微镜、微弱信号检测技术与计算机技术的发展，使拉曼光谱技术在化学、物理和生物等许多领域取得很大的进展。目前，拉曼光谱技术己被广泛应用于材料、化工、石油、高分子、生物、环保、地质等领域。

拉曼散射效应非常弱，其散射光强度约为入射光强度的10^-6～10^-9，极大地限制了拉曼光谱的应用和发展。1974年Fleischmann等人发现吸附在粗糙金银表面的tt旋分子的拉曼信号强度得到很大程度的提高，同时信号强度随着电极所加电位的变化而变化。1977年，Jeanmaire 与 Van Duyne， Albrecht 与 Creighton等人经过系统的实验研究和理论计算，将这种与银、金、铜等粗糙表面相关的增强效应称为表面增强拉曼散射（Surfaceenhanced Raman Scattering， SERS）效应，对应的光谱称为表面增强拉曼光谱。随后，人们在其它粗糙表面也观察到SERS现象。SERS技术迅速发展，在分析科学、表面科学以及生物科学等领域得到广泛应用，成长为一种非常强大的检测工具。

银纳米棒是常用的表面增强拉曼基底，用其制备的表面增强拉曼光谱的底物被用于检测低丰度的生物分子的存在，因此可以检测体液中的蛋白质。该技术已用于检测尿素和游离在人血清中的血浆标签，并且可以成为癌症检测和筛选下一代技术。表面增强拉曼光谱具有的分析纳米尺度混合物的组成的能力，使其应用于环境分析、药学、材料科学、艺术和考古研究、法医学、药物和爆炸物检测、食品质量分析和单藻类细胞的检测。

近年来，表面增强拉曼光谱由于在痕量检测方面的优势而备受重视，然而银纳米棒的成本高，限制了其发展。人们一直在不断开发更便宜高效的表面增强拉曼基底，SiO₂@Ag复合纳米结构就是其中一种（这里“SiO₂@Ag”的表述，是指银包覆在二氧化硅的表面，为相关领域常用的表述方式）。

SiO₂纳米颗粒由于其粒径可控，表面吸附力强，分散性好，表面易修饰，稳定性好，光学透过性好等优越性，广泛应用于各个领域作为添加剂，催化剂载体，医药载体等。因此，SiO₂作为复合材料体系中的有效载体与模板，可以在其表面修饰贵金属纳米颗粒，制备具有良好球形度和均匀性的复合结构。该结构兼具二氧化硅和贵金属的特性；同时节省了贵金属的使用量，具有较高的经济效益和潜在的应用价值。与此同时，贵金属银纳米颗粒作为一种应用广泛的金属材料，在可见光范围内具有表面等离子共振响应，而且纳米级Ag颗粒具有很多有效热点，可以作为表面拉曼增强基底使用。