[实用新型]一种用于流动液体拉曼信号检测的SERS衬底

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种SERS衬底，尤其涉及一种用于流动液体拉曼信号检测的SERS衬底。

背景技术

环境监测的发展已经造成了对于检测和分析流动液体中的有机化学物质的增长需求。在环境监测应用领域，在线监测水中的有机化学污染物的成分和微弱含量是必须实现的功能。利用表面增强拉曼散射效应可以实现检测有机化学污染物的成分和微弱含量，而拉曼信号的增强很大程度上取决于SERS衬底。目前所用的SERS衬底一般只能用于检测静止物质的拉曼信号，而不能对流动的样品进行检测，对样品的检测具有局限性，且大多都是一次性的，不能重复使用。

发明内容

为了克服上述现有技术缺点，本实用新型的目的在于提供一种可用于流动液体拉曼信号检测的SERS衬底，其特点是结构简单、可重复使用、稳定性好、样品选择范围广。

本实用新型所采用的技术方案是：一种用于流动液体拉曼信号检测的SERS衬底，主要由管状SERS基底，修饰层，纳米粒子层组成；纳米粒子层由金属纳米粒子利用NaSiO₃溶液的化学反应使其表面包裹一层SiO₂壳而形成；修饰层附着在管状SERS基底之上，金属纳米粒子由于修饰层的胶联作用，组装在修饰层上；特定溶液清洗检测过样品的SERS衬底后，SERS衬底还可重复利用。

所述的纳米粒子层中金属纳米粒子尺寸为20nm-100nm。

所述的SiO₂壳的厚度为2nm-10nm，制备壳的试剂为NaSiO₃，条件为水浴加热。

所述的修饰层所用的试剂为含有吡啶环或-NH₂基的化合物。

所述的基底形状为管状，材料为硅，玻璃或石英。

所述的特定清洗液为NaBH₄、H₂O和AtOH(乙醇)的混合液。

本实用新型产生的有益效果是：通过在管状SERS基底上组装核壳结构的金属纳米粒子层，实现了增强拉曼信号的的稳定性，可用于流动样品的信号检测；通过配制特定溶液的清洗以达到可以重复利用的目的。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1为一种用于流动液体拉曼信号检测的SERS衬底的结构图；

图2为一种用于流动液体拉曼信号检测的SERS衬底的外观图；

图3为SERS衬底中纳米粒子结构图；

附图中：1为管状SERS基底，2为修饰层，3为纳米粒子层，4为由修饰层和纳米粒子层组成的附着层，5为纳米粒子核壳结构中金属纳米粒子，6为SiO₂壳。

具体实施方式

如图所示，一种用于流动液体拉曼信号检测的SERS衬底，主要由管状SERS基底1，修饰层2，纳米粒子层3组成；纳米粒子层4由金属纳米粒子5利用NaSiO₃溶液的化学反应使其表面包裹一层SiO₂壳6而形成；修饰层2附着在管状SERS基底1之上，金属纳米粒子5由于修饰层2的胶联作用，组装在修饰层2上。具体实施包括如下步骤：

步骤1：将玻璃管浸泡在硫酸和双氧水的混合溶液(硫酸与双氧水的体积比为7∶3)中10min后，用大量自来水冲洗，在依次用异丙醇、丙酮、超纯水中超声清洗10min，最后用超纯水直接冲洗数次，超纯N₂吹干备用。

步骤2：将洗净的玻璃管置于质量浓度为1％的PVP乙醇溶液中，然后分别用乙醇和超纯水轻轻淋洗除去内壁多余的PVP，接着将玻璃管放入100℃的烘箱中烘3h，以使PVP修饰的更牢固，即得到修饰了PVP的玻璃管。

步骤3：将Au@SiO₂溶胶溶液注入到修饰了PVP的玻璃管中，完成纳米粒子的自组装，取出后用超纯水淋洗，氮气吹干，得到用于流动液体拉曼信号检测的SERS衬底。

步骤4：检测过样品的SERS衬底浸泡在1MNaBH₄(1∶1，H₂O∶乙醇)中1min后，衬底即可循环利用。

制备Au@SiO₂核壳纳米粒子通常包括如下三个步骤：

首先，用一端带有氨基或者巯基的硅烷偶联剂修饰金纳米粒子表面；

接着，加入NaSiO₃溶液，SiO₂会缓慢沉积包覆在金纳米粒子表面；

最后，在乙醇和氨水的混合溶液中，以正硅酸乙酯为硅前驱体，SiO₂壳层进行进一步包裹。