[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，该表面增强拉曼散射基底包括衬底和附着于衬底表面的金纳米颗粒，该金纳米颗粒呈双向箭头形。通过以上方式，本发明表面增强拉曼散射基底上设有双向箭头形的金纳米颗粒，该金纳米颗粒具有灵敏的拉曼检测性能，能快速检测出有机芳香染料分子，检测时拉曼增强效果明显，有机芳香染料分子的可检测浓度低至10^‑10mol/L。

技术领域

本发明涉及污染物检测技术领域，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

有机芳香染料分子是环境中存在的一类重要有机污染物，其中，如罗丹明6G、孔雀石绿、结晶紫等均属于有机芳香染料分子，它们的应用相当广泛，可用于杀菌消毒、杀虫，有些还可用于生物染色剂用于纺织品中，甚至有些还可以用于生物标记。但当这类染料分子进入人体内时，会产生更具有危害性的隐性染料分子，如隐性罗丹明6G、隐性孔雀石绿和隐性结晶紫。有机芳香染料分子是水体中的严重污染物，具有高残留、高致癌、高毒性和致畸性等缺点，如果长期大剂量、大面积的使用，则会对人体和生物造成不可恢复的危害。因此，目前许多国家已经将有机芳香染料分子列为禁用药物，并且不可用于水产养殖中。因而对环境中尤其是水中这些污染物的检测显得极为重要。

目前用于检测有机芳香污染物的方法主要有液相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱- 质谱联用法，然而这些方法都需要进行预处理、高成本、耗时长、操作要求高等不足。拉曼光谱是一种研究分子振动能级的光谱技术，可广泛用于分子识别领域。但是普通拉曼散射信号十分微弱，探测难度大，限制了其在实际生产中的应用。表面增强拉曼散射(SERS)光谱技术通过构造特殊表面的基底，对普通拉曼信号进行极大的增强，从而有效地进行低浓度分子探测，是一种具有广泛应用潜力的痕量分析技术。

实验及理论研究表明，表面增强拉曼散射(SERS)可在低浓度待测物质上获得高灵敏度的信号，但获得高质量拉曼信号的前提条件是SERS活性基底的质量，SERS增强效应与SERS 基底材料具有密切的关系，基底材料的形貌、种类等决定了SERS基底的增强效应。因此，开发出一种性能优良的SERS基底，以用于实现有机芳香染料分子的快速检测尤为重要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法和应用。

本发明所采用的技术方案是：一种表面增强拉曼散射基底，包括衬底和附着于所述衬底表面的金纳米颗粒，所述金纳米颗粒呈双向箭头形。

优选地，所述金纳米颗粒的长度为45～55nm；优选为50nm。

优选地，所述金纳米颗粒的长径比为1.0～4.36。

本发明还提供了一种以上表面增强拉曼散射基底的制备方法，包括以下步骤：

S1、将氯金酸、十六烷基三乙基溴化铵、油酸钠、硝酸银、盐酸和超纯水混合均匀，加入抗坏血酸，得混合溶液；当所述混合溶液变为无色后，加入硼氢化钠，在30～40℃条件下静置反应；而后进行离心取沉淀物，得金纳米棒；再将所述金纳米棒分散于水中，得金纳米棒溶液；

S2、在搅拌条件下，将氯金酸加入到十六烷基三乙基氯化铵溶液中，而后依次加入硝酸银、盐酸、抗坏血酸，混匀；加入步骤S1所制得的金纳米棒溶液，混匀后静置反应，而后离心取沉淀物，再将沉淀物分散于水中，得双向箭头形金纳米颗粒悬浊液；

S3、将所述双向箭头形金纳米颗粒悬浊液滴设于衬底上，干燥即可。

优选地，步骤S1中，氯金酸、十六烷基三乙基溴化铵、油酸钠、硝酸银、抗坏血酸和硼氢化钠的摩尔比为(1～4)：(180～720)：(2～8)：(0.2～0.8)：(1.12～4.48)：(0.03～1.2)。

步骤S1中，超纯水为电阻率大于或等于18MΩ*cm(25℃)的水。