[发明专利]一种核壳嵌入型拉曼增强剂及其制备方法与应用

说明书

本发明公开一种核壳嵌入型拉曼增强剂及其制备方法与应用，所述核壳嵌入型拉曼增强剂自内向外依次包括：内核、嵌入层、外壳，所述内核的材料为耐高温纳米粒子，所述嵌入层的材料为金属，所述外壳的材料为耐高温纳米材料。本发明的核壳嵌入型拉曼增强剂大大减少了制备拉曼增强剂时贵金属的使用量，从而减少其制备成本；且该核壳嵌入型拉曼增强剂的内核和外壳因均采用耐高温材料使得其在经过热处理后对样品的拉曼信号的增强仍能保持稳定。

技术领域

本发明涉及激光拉曼光谱的检测技术领域，尤其涉及一种核壳嵌入型拉曼增强剂及其制备方法与应用。

背景技术

拉曼光谱是一种高效，快速的分子检测技术，其能有效鉴定混合物中的不同成分，在食品安全，考古等方面有广泛的应用。但是，拉曼光谱本身信号强度很低，大大限制了其检测灵敏度和检测范围。表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering，简称SERS)光谱技术可使拉曼信号明显增强，提高其检测的灵敏度。然而研究人员在实验中也逐渐发现了SERS存在的两大普适性问题：一是基底材料的普适性,只有在金、银、铜和一些不常用的碱金属表面能得到较强SERS效应，除此以外的金属体系一直没能在实验中检测出高的SERS效应；二是表面形貌的普适性，只有在粗糙的或具有一定纳米结构的金属表面能得到高SERS活性，表界面研究中常用到的平滑表面乃至单晶表面均无法用于SERS研究，这使得SERS技术在很长一段时间内并未被表面科学家所认可。

对于SERS光谱技术存在的普适性问题，目前有以下几种解决方法：(1)增加金、银电极表面的粗糙度；(2)以金、银的纳米颗粒为基底材料；(3)在待测基底的表面形成“岛”式结构，再在“岛”式结构的外面镀上一层隔绝层；(4)在金、银纳米颗粒的外面包裹一层金属隔绝层或惰性物质隔绝层形成核壳结构纳米粒子。但是，现有的增强技术中大多数方法必须在基底上进行改善，而“岛”式结构的增强材料对原材料本身要求高，核壳结构纳米粒子具有制备成本高，高温下性能差，增强效果不够好等缺点。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种核壳嵌入型拉曼增强剂及其制备方法与应用，旨在解决现有的拉曼增强材料的成本高、高温下的对拉曼信号的增强效果差的问题。

本发明的技术方案如下：

一种核壳嵌入型拉曼增强剂，其中，所述核壳嵌入型拉曼增强剂自内向外依次包括：内核、嵌入层、外壳，所述内核的材料为耐高温纳米粒子，所述嵌入层的材料为金属，所述外壳的材料为耐高温纳米材料。

所述的核壳嵌入层型拉曼增强剂，其中，所述耐高温纳米粒子选自二氧化硅纳米粒子、二氧化钛纳米粒子、三氧化二铝纳米粒子中的一种或多种；和/或所述耐高温纳米材料选自二氧化硅、二氧化钛、三氧化二铝中的一种或多种。

所述的核壳嵌入型拉曼增强剂，其中，所述金属选自Au、Ag、Cu、Pt及其以任意组合形成的合金中的至少一种。

所述的核壳嵌入层型拉曼增强剂，其中，所述核壳嵌入型拉曼增强剂为球形，其粒径为150-600nm。

所述的核壳嵌入型拉曼增强剂，其中，所述嵌入层为金属膜或金属颗粒层；和/或所述嵌入层的厚度为10-50nm。

所述的核壳嵌入型拉曼增强剂，其中，所述外壳的厚度为1-15nm。

一种如上所述的核壳嵌入型拉曼增强剂的制备方法，其中，包括步骤：

A、提供耐高温纳米粒子；

B、将所述耐高温纳米粒子与还原剂进行混合处理，对所述耐高温纳米粒子的表面进行还原，形成表面具有还原性的耐高温纳米粒子；