CN102507531A - 氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底及其制备方法和应用 - Google Patents
氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底及其制备方法和应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102507531A CN102507531A CN201110333843XA CN201110333843A CN102507531A CN 102507531 A CN102507531 A CN 102507531A CN 201110333843X A CN201110333843X A CN 201110333843XA CN 201110333843 A CN201110333843 A CN 201110333843A CN 102507531 A CN102507531 A CN 102507531A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zinc oxide
- raman scattering
- concentration
- solution
- raman
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 176
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 title claims abstract description 92
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 title claims abstract description 85
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 67
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 66
- -1 bipyridyl ruthenium Chemical compound 0.000 claims abstract description 59
- 239000002073 nanorod Substances 0.000 claims abstract description 48
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 34
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 54
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 29
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 claims description 21
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 19
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 8
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical class Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 6
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000005411 Van der Waals force Methods 0.000 claims description 4
- 238000002715 modification method Methods 0.000 claims description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N acetic acid;zinc Chemical compound [Zn].CC(O)=O.CC(O)=O ZOIORXHNWRGPMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 claims description 2
- 239000004246 zinc acetate Substances 0.000 claims description 2
- WCYJXDMUQGVQQS-UHFFFAOYSA-N pyridine;ruthenium Chemical compound [Ru].C1=CC=NC=C1 WCYJXDMUQGVQQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 9
- 238000004416 surface enhanced Raman spectroscopy Methods 0.000 abstract description 7
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract 1
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 7
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 6
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 6
- 238000010351 charge transfer process Methods 0.000 description 4
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 3
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000002772 conduction electron Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N iron oxide Inorganic materials [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoferriooxy)iron hydrate Chemical compound O.O=[Fe]O[Fe]=O NDLPOXTZKUMGOV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000002198 surface plasmon resonance spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
本发明涉及基于表面增强拉曼散射效应的纳米结构器件，特别涉及具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底和制备方法，以及用这种基底进行溶液中联吡啶钌分子的检测。本发明利用电化学的方法，在ITO导电玻璃的表面制备出氧化锌纳米棒阵列，从而制备得到了具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底。
Description
技术领域
本发明涉及基于表面增强拉曼散射效应的纳米结构器件，特别涉及具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底，以及涉及这种基底的制备方法，和用这种基底进行溶液中联吡啶钌分子的检测。
背景技术
在目标分子表面增强拉曼光谱作为一种化学溶液中目标分子的痕量检测手段，自从被发现以来一直受到广泛的关注。表面增强拉曼散射效应(SERS)，通常需要检测基底中含有贵金属粒子(如金，银，铂)，在光场的激发下贵金属粒子中的传导电子会产生集体共振，即，表面等离子体共振(Surface ParticlePlasmon Resonance)，从而导致贵金属粒子周围的局域电磁场增强，使吸附在贵金属粒子表面的目标分子的拉曼散射信号增强(Baohua Zhang，Haishui Wang，Lehui Lu，Kelong Ai，Guo Zhang，and Xiaoli Cheng，Adv.Funct.Mater.2008，18，2348；Ming-liang Zhang，Chang-Qing Yi，Xia Fan，Kui-Qing Peng，Ning-BewWong，Meng-Su Yang，Rui-Qin，and Shuit-Tong Lee，Appl.Phys.Lett.2008，92，043116)。而贵金属粒子对生物体的毒副作用，一直限制了表面增强拉曼散射技术在生物医药领域检测的应用。
在应用金属氧化物(如：砷化镓/砷化铟，三氧化二铁，三氧化二铝等)替代贵金属粒子制备表面具有增强拉曼散射效应的增强基底的报道中已经证明：利用金属氧化物与目标分子间的电荷转移过程，实现了增强目标分子拉曼散射截面，即增强目标分子拉曼散射信号的效果(Z.H.Sun，B.Zhao，John R.Lombardi，Appl.Phys.Lett.2007，91，221106；Anthony Musumeci et al.，J.Am.Chem.Soc.2009，131，6040)。而半导体氧化锌材料由于具有良好的生物兼容性，在生物医药领域的器件制备方面一直有着广泛的应用(Liu，X.W.；Hu，Q.Y.；Wu，Q.；Zhang，W.；Fang，Z.；Xie，Q.B.Colloids and Surfaces B：Biointerfaces.2009，74，154.)。因此，如果能够应用氧化锌纳米结构制备具有增强拉曼散射效应的活性基底将有望拓展SERS技术在生物医药领域中的应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底。
本发明的再一目的是提供一种制备具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底的方法。
本发明的还一目的是提供具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底的应用，用以实现增强目标分子拉曼散射信号。
本发明的具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底，是由分布在ITO导电玻璃表面的氧化锌纳米棒阵列构成。该拉曼散射增强基底是通过电化学的方法，在ITO导电玻璃表面制备出氧化锌纳米棒阵列，从而得到所述的具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底(如图1、图2所示)。
所述的氧化锌纳米棒阵列中的氧化锌纳米棒的直径约为100nm～300nm，氧化锌纳米棒的长度约为2μm～4μm。
本发明的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底的制备方法包括以下步骤：
1)导电基底(如ITO导电玻璃)的准备：清洗导电基底(如依次用丙酮、乙醇和水进行超声清洗)，晾干(如在空气中)；
2)电解液的配制：配制锌盐的水溶液作为电解液，其中，电解液中锌盐的浓度为5～100mM；
3)电化学沉积：在标准三电极体系中，将步骤2)配制的电解液倒入电解池中，以铂片作为对电极，以饱和甘汞电极作为参比电极，以步骤1)晾干后的导电基底作为工作电极；水浴加热电解池，维持电解池中的电解液的温度为70～90℃，给上述的工作电极施加相对于上述的参比电极为-0.8～-1.6V的电位，反应完成后，在导电基底上制备出氧化锌纳米棒阵列，即制备得到本发明的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底。
步骤2)所述的锌盐为醋酸锌。
步骤3)所述的反应的时间为4～6小时。
氧化锌纳米棒阵列与目标分子间有效的电荷转移过程，一方面会导致目标分子极化率张量被极大地放大，从而产生显著的表面增强拉曼散射信号；另一方面可以有效地淬灭目标分子的荧光背底，提高信噪比，使得目标分子的拉曼信号更容易被观察到。
本发明的具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底，是利用氧化锌纳米棒与联吡啶钌分子间的范德华力，在通过物理修饰的方法，将目标分子联吡啶钌分子物理吸附到氧化锌纳米棒表面后，利用氧化锌纳米棒与修饰上的目标分子联吡啶钌分子间的电荷转移过程实现了增强目标分子联吡啶钌分子的拉曼散射信号的效果，并且该电荷转移过程淬灭了目标分子联吡啶钌的荧光使得目标分子联吡啶钌的拉曼信号更容易被观察到。所述氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底在检测溶液中不同浓度的联吡啶钌分子时(10-7mol/L～10-5mol/L)，能够灵敏地检测出溶液中浓度为10-7mol/L的联吡啶钌分子(如图3曲线c所示)。并且发现拉曼散射增强基底上的联吡啶钌分子的拉曼特征峰强度随着检测溶液浓度的增加而增强，在检测溶液浓度和拉曼散射增强基底上的强度都取对数后呈线性关系，从而绘制了检测溶液浓度和拉曼散射增强基底上的联吡啶钌分子拉曼特征峰强度都取对数后的线性定标曲线(如图4所示)，实现了应用定标曲线检测出未知溶液中联吡啶钌分子的浓度。
所述的应用定标曲线检测未知溶液中联吡啶钌分子的浓度的检测方法是：将具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底作为拉曼检测基底，以无水乙醇作为溶剂配制不同浓度的联吡啶钌溶液(10-7mol/L～10-5mol/L)，将所述的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底浸泡在上述不同浓度的联吡啶钌溶液中5小时，取出后依次用无水乙醇、去离子水冲洗后，再用惰性气体(如氮气)吹干后立即做拉曼检测；用检测出的拉曼特征峰强度，从绘制出的定标曲线的图上，读出未知溶液中联吡啶钌分子的浓度。
本发明的具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底，是用电化学的方法在导电基底(如ITO导电玻璃)上制备出氧化锌纳米棒阵列，利用物理修饰的方法将目标分子修饰到氧化锌纳米棒阵列的表面，实现氧化锌纳米棒与修饰上的目标分子间有效地电荷转移过程，从而实现增强目标分子拉曼散射信号的效果。所述的物理修饰的方法是用溶液浸泡的方法，利用氧化锌纳米棒大的比表面积以及氧化锌纳米棒与目标分子间的范德华力将目标分子物理吸附到氧化锌纳米棒阵列表面。本发明的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底可检测出溶液中浓度为10-7mol/L的联吡啶钌分子，并绘制了溶液浓度和联吡啶钌分子拉曼特征峰强度都取对数后的线性定标曲线，实现了应用定标曲线检测出未知溶液中联吡啶钌分子的浓度。成功地实现了半导体氧化锌材料制备出具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底。
附图说明
图1.本发明实施例1的氧化锌纳米棒阵列的正面SEM图片，其中氧化锌纳米棒的直径约为100～200nm。
图2.本发明实施例2的氧化锌纳米棒阵列的侧面SEM图片，其中氧化锌纳米棒的长度约为3～4μm。
图3.以本发明实施例1的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底作为拉曼检测基底，分别对溶液中浓度为10-7mol/L～10-5mol/L的联吡啶钌分子进行检测的拉曼光谱。
图4.以本发明实施例1的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底作为拉曼检测基底，检测了浓度为10-7mol/L～10-5mol/L的联吡啶钌溶液后，针对在1543cm-1处的特征峰，将浓度和强度都取对数后绘制的定标曲线。
具体实施方式
实施例1
将规格为1×3cm的ITO导电玻璃依次用丙酮、乙醇和水各进行超声清洗5分钟，在空气中晾干备用。配制含有Zn(NO3)2的浓度为5mM的水溶液作为电解液。将配制的电解液倒入电解池中，以Pt片作为对电极，以饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极，以洗净晾干后的ITO导电玻璃作为工作电极。用水浴控制电解池中的电解液的温度为70℃，通过电化学分析仪给工作电极施加相对于参比电极为-0.8V的电位，反应4小时，在工作电极上制备出氧化锌纳米线阵列，其中氧化锌纳米棒阵列中的氧化锌纳米棒的直径约为100nm～200nm，氧化锌纳米棒的长度约为2μm～3μm，形貌如图1所示。
利用氧化锌纳米棒与联吡啶钌分子间的范德华力，在通过物理修饰的方法，将目标分子联吡啶钌分子物理吸附到氧化锌纳米棒表面后，再利用修饰有联吡啶钌分子的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底检测溶液中浓度为10-7mol/L～10-5mol/L的联吡啶钌分子时，发现拉曼散射增强基底上的联吡啶钌分子的拉曼特征峰强度随着检测溶液浓度的增加而增强，在检测溶液浓度和拉曼散射增强基底上的强度都取对数后呈线性关系，绘制检测溶液浓度和拉曼散射增强基底上的联吡啶钌分子拉曼特征峰强度都取对数后的线性定标曲线(如图4所示)，应用定标曲线检测未知溶液中联吡啶钌分子的浓度。
将上述得到的具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底作为拉曼检测基底，浸泡于以无水乙醇作为溶剂配制的浓度为10-7mol/L～10-5mol/L的联吡啶钌溶液中5小时，取出后用无水乙醇、去离子水依次冲洗，再用氮气吹干后做拉曼检测(显微共焦激光拉曼光谱仪的激光波长选用532nm)，用检测出的拉曼特征峰强度，从绘制出的定标曲线的图上，读出未知溶液中联吡啶钌分子的浓度，能够灵敏地检测出溶液中浓度为10-7mol/L的联吡啶钌分子(如图3曲线c所示)。
实施例2
将规格为1×3cm的ITO导电玻璃依次用丙酮、乙醇和水各进行超声清洗5分钟，在空气中晾干备用。配制含有Zn(NO3)2的浓度为100mM的水溶液作为电解液。将配制的电解液倒入电解池中，以Pt片作为对电极，以饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极，以洗净晾干后的ITO导电玻璃作为工作电极。用水浴控制电解池中的电解液的温度为90℃，通过电化学分析仪给工作电极施加相对于参比电极为-1.6V的电位，反应6小时，在工作电极上制备出氧化锌纳米线阵列，其中氧化锌纳米棒阵列中的氧化锌纳米棒的直径约为200nm～300nm，氧化锌纳米棒的长度约为3μm～4μm，形貌如图2所示。
应用实施例1的定标曲线检测未知溶液中联吡啶钌分子的浓度。
将上述得到的具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底作为拉曼检测基底，浸泡于以无水乙醇作为溶剂配制的浓度为10-7mol/L～10-5mol/L的联吡啶钌溶液中5小时，取出后用无水乙醇、去离子水依次冲洗，再用氮气吹干后做拉曼检测(显微共焦激光拉曼光谱仪的激光波长选用532nm)，用检测出的拉曼特征峰强度，从绘制出的定标曲线的图上，读出未知溶液中联吡啶钌分子的浓度，能够灵敏地检测出溶液中浓度为10-7mol/L的联吡啶钌分子。
实施例3
将规格为1×3cm的ITO导电玻璃依次用丙酮、乙醇和水各进行超声清洗5分钟，在空气中晾干备用。配制含有Zn(NO3)2的浓度为50mM的水溶液作为电解液。将配制的电解液倒入电解池中，以Pt片作为对电极，以饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极，以洗净晾干后的ITO导电玻璃作为工作电极。用水浴控制电解池中的电解液的温度为80℃，通过电化学分析仪给工作电极施加相对于参比电极为-1.2V的电位，反应5时，在工作电极上制备出氧化锌纳米线阵列，其中氧化锌纳米棒阵列中的氧化锌纳米棒的直径约为100nm～200nm，氧化锌纳米棒的长度约为3μm～4μm。
应用实施例1的定标曲线检测未知溶液中联吡啶钌分子的浓度。
将上述得到的具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底作为拉曼检测基底，浸泡于以无水乙醇作为溶剂配制的浓度为10-7mol/L～10-5mol/L的联吡啶钌溶液中5小时，取出后用无水乙醇、去离子水依次冲洗，再用氮气吹干后做拉曼检测(显微共焦激光拉曼光谱仪的激光波长选用532nm)，用检测出的拉曼特征峰强度，从绘制出的定标曲线的图上，读出未知溶液中联吡啶钌分子的浓度，能够灵敏地检测出溶液中浓度为10-7mol/L的联吡啶钌分子。
实施例4
将规格为1×3cm的ITO导电玻璃依次用丙酮、乙醇和水各进行超声清洗5分钟，在空气中晾干备用。配制含有Zn(NO3)2的浓度为75mM的水溶液作为电解液。将配制的电解液倒入电解池中，以Pt片作为对电极，以饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极，以洗净晾干后的ITO导电玻璃作为工作电极。用水浴控制电解池中的电解液的温度为75℃，通过电化学分析仪给工作电极施加相对于参比电极为-1.4V的电位，反应5小时，在工作电极上制备出氧化锌纳米线阵列，其中氧化锌纳米棒阵列中的氧化锌纳米棒的直径约为200nm～300nm，氧化锌纳米棒的长度约为3μm～4μm。
应用实施例1的定标曲线检测未知溶液中联吡啶钌分子的浓度。
将上述得到的具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底作为拉曼检测基底，浸泡于以无水乙醇作为溶剂配制的浓度为10-7mol/L～10-5mol/L的联吡啶钌溶液中5小时，取出后用无水乙醇、去离子水依次冲洗，再用氮气吹干后做拉曼检测(显微共焦激光拉曼光谱仪的激光波长选用532nm)，用检测出的拉曼特征峰强度，从绘制出的定标曲线的图上，读出未知溶液中联吡啶钌分子的浓度，能够灵敏地检测出溶液中浓度为10-7mol/L的联吡啶钌分子。
实施例5
将规格为1×3cm的ITO导电玻璃依次用丙酮、乙醇和水各进行超声清洗5分钟，在空气中晾干备用。配制含有Zn(NO3)2的浓度为45mM的水溶液作为电解液。将配制的电解液倒入电解池中，以Pt片作为对电极，以饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极，以洗净晾干后的ITO导电玻璃作为工作电极。用水浴控制电解池中的电解液的温度为65℃，通过电化学分析仪给工作电极施加相对于参比电极为-1.0V的电位，反应6小时，在工作电极上制备出氧化锌纳米线阵列，其中氧化锌纳米棒阵列中的氧化锌纳米棒的直径约为100nm～200nm，氧化锌纳米棒的长度约为3μm～4μm。
应用实施例1的定标曲线检测未知溶液中联吡啶钌分子的浓度。
将上述得到的具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底作为拉曼检测基底，浸泡于以无水乙醇作为溶剂配制的浓度为10-7mol/L～10-5mol/L的联吡啶钌溶液中5小时，取出后用无水乙醇、去离子水依次冲洗，再用氮气吹干后做拉曼检测(显微共焦激光拉曼光谱仪的激光波长选用532nm)，用检测出的拉曼特征峰强度，从绘制出的定标曲线的图上，读出未知溶液中联吡啶钌分子的浓度，能够灵敏地检测出溶液中浓度为10-7mol/L的联吡啶钌分子。
实施例6
将规格为1×3cm的ITO导电玻璃依次用丙酮、乙醇和水各进行超声清洗5分钟，在空气中晾干备用。配制含有Zn(NO3)2的浓度为55mM的水溶液作为电解液。将配制的电解液倒入电解池中，以Pt片作为对电极，以饱和甘汞电极(SCE)作为参比电极，以洗净晾干后的ITO导电玻璃作为工作电极。用水浴控制电解池中的电解液的温度为85℃，通过电化学分析仪给工作电极施加相对于参比电极为-0.8V的电位，反应4小时，在工作电极上制备出氧化锌纳米线阵列，其中氧化锌纳米棒阵列中的氧化锌纳米棒的直径约为200nm～300nm，氧化锌纳米棒的长度约为2μm～3μm。
应用实施例1的定标曲线检测未知溶液中联吡啶钌分子的浓度。
将上述得到的具有良好生物兼容性的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底作为拉曼检测基底，浸泡于以无水乙醇作为溶剂配制的浓度为10-7mol/L～10-5mol/L的联吡啶钌溶液中5小时，取出后用无水乙醇、去离子水依次冲洗，再用氮气吹干后做拉曼检测(显微共焦激光拉曼光谱仪的激光波长选用532nm)，用检测出的拉曼特征峰强度，从绘制出的定标曲线的图上，读出未知溶液中联吡啶钌分子的浓度，能够灵敏地检测出溶液中浓度为10-7mol/L的联吡啶钌分子。
Claims (7)
1.一种氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底，其特征是：所述的拉曼散射增强基底是由分布在ITO导电玻璃表面的氧化锌纳米棒阵列构成。
2.根据权利要求1所述的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底，其特征是：所述的氧化锌纳米棒阵列中的氧化锌纳米棒的直径为100nm～300nm，氧化锌纳米棒的长度为2μm～4μm。
3.一种根据权利要求1或2所述的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底的制备方法，其特征是：该方法包括以下步骤：
1)清洗ITO导电玻璃，晾干；
2)配制锌盐的水溶液作为电解液，其中，电解液中锌盐的浓度为5～100mM；
3)在标准三电极体系中，将步骤2)配制的电解液倒入电解池中，以铂片作为对电极，以饱和甘汞电极作为参比电极，以步骤1)晾干的ITO导电玻璃作为工作电极；水浴加热电解池，维持电解池中的电解液的温度为70～90℃，给上述的工作电极施加相对于上述的参比电极为-0.8～-1.6V的电位，反应完成后，在导电基底上制备出氧化锌纳米棒阵列，得到所述的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：步骤2)所述的锌盐为醋酸锌。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是：步骤3)所述的反应的时间为4～6小时。
6.一种根据权利要求1或2所述的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底的应用，其特征是：利用氧化锌纳米棒与联吡啶钌分子间的范德华力，在通过物理修饰的方法，将目标分子联吡啶钌分子物理吸附到氧化锌纳米棒表面后，氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底在检测溶液中浓度为10-7mol/L～10-5mol/L的联吡啶钌分子时，拉曼散射增强基底上的联吡啶钌分子的拉曼特征峰强度和检测溶液浓度都取对数，绘制检测溶液浓度和拉曼散射增强基底上的联吡啶钌分子拉曼特征峰强度都取对数后的线性定标曲线，应用定标曲线检测未知溶液中联吡啶钌分子的浓度。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征是，所述的应用定标曲线检测未知溶液中联吡啶钌分子的浓度的检测方法是：将氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底作为拉曼检测基底，以无水乙醇作为溶剂配制浓度为10-7mol/L～10-5mol/L的联吡啶钌溶液，将所述的氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底浸泡在上述浓度的联吡啶钌溶液中5小时，取出后清洗干净，再用惰性气体吹干后做拉曼检测；用检测出的拉曼特征峰强度，从绘制出的定标曲线的图上，读出未知溶液中联吡啶钌分子的浓度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110333843.XA CN102507531B (zh) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | 氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底及其制备方法和应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201110333843.XA CN102507531B (zh) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | 氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底及其制备方法和应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102507531A true CN102507531A (zh) | 2012-06-20 |
| CN102507531B CN102507531B (zh) | 2014-03-12 |
Family
ID=46219638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201110333843.XA Expired - Fee Related CN102507531B (zh) | 2011-10-28 | 2011-10-28 | 氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底及其制备方法和应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102507531B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102901723A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-01-30 | 天津大学 | 一种用于增强生物医学信息微信号的纳米试纸的制备方法 |
| CN104164698A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-11-26 | 中国科学院理化技术研究所 | 提高单晶氧化锌纳米棒表面增强拉曼散射信号的方法 |
| CN109470683A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-03-15 | 江苏大学 | 一种以sers基底结合多元线性回归模型进行2,4-d快速检测的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1865936A (zh) * | 2006-05-10 | 2006-11-22 | 吉林大学 | 采用纳米级半导体材料为基底进行sers检测的方法 |
| CN101348931A (zh) * | 2008-09-11 | 2009-01-21 | 北京科技大学 | 一种脉冲电沉积制备均匀透明氧化锌纳米棒阵列薄膜的方法 |
| CN102021534A (zh) * | 2010-12-13 | 2011-04-20 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 拉曼光谱表面增强基底载玻片的制备方法 |
| CN102156117A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-08-17 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种用于表面增强拉曼散射的基底及其制备方法 |
-
2011
- 2011-10-28 CN CN201110333843.XA patent/CN102507531B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1865936A (zh) * | 2006-05-10 | 2006-11-22 | 吉林大学 | 采用纳米级半导体材料为基底进行sers检测的方法 |
| CN101348931A (zh) * | 2008-09-11 | 2009-01-21 | 北京科技大学 | 一种脉冲电沉积制备均匀透明氧化锌纳米棒阵列薄膜的方法 |
| CN102021534A (zh) * | 2010-12-13 | 2011-04-20 | 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 | 拉曼光谱表面增强基底载玻片的制备方法 |
| CN102156117A (zh) * | 2011-03-22 | 2011-08-17 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种用于表面增强拉曼散射的基底及其制备方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102901723A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-01-30 | 天津大学 | 一种用于增强生物医学信息微信号的纳米试纸的制备方法 |
| CN104164698A (zh) * | 2014-07-25 | 2014-11-26 | 中国科学院理化技术研究所 | 提高单晶氧化锌纳米棒表面增强拉曼散射信号的方法 |
| CN104164698B (zh) * | 2014-07-25 | 2016-08-24 | 中国科学院理化技术研究所 | 提高单晶氧化锌纳米棒表面增强拉曼散射信号的方法 |
| CN109470683A (zh) * | 2018-10-23 | 2019-03-15 | 江苏大学 | 一种以sers基底结合多元线性回归模型进行2,4-d快速检测的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102507531B (zh) | 2014-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jaisutti et al. | Low-temperature photochemically activated amorphous indium-gallium-zinc oxide for highly stable room-temperature gas sensors | |
| Mao et al. | Metal–semiconductor contacts induce the charge-transfer mechanism of surface-enhanced Raman scattering | |
| Gupta et al. | Au-spotted zinc oxide nano-hexagonrods structure for plasmon-photoluminescence sensor | |
| CN102560581B (zh) | 一种原电池机理诱导生长银纳米片阵列的制备方法及其sers效应应用 | |
| CN108982474B (zh) | 一种基于金属-介质复合等离激元共振结构的表面增强拉曼活性基底及其制备方法 | |
| Chen et al. | A novel surface-enhanced Raman spectroscopy substrate based on a large area of MoS2 and Ag nanoparticles hybrid system | |
| CN104359893A (zh) | 一种sers基底的热构重组制备方法 | |
| Liu et al. | Construction of the direct Z-scheme CdTe/APTES-WO3 heterostructure by interface engineering for cathodic “signal-off” photoelectrochemical aptasensing of streptomycin at sub-nanomole level | |
| CN102384904A (zh) | 三维周期结构的金属表面增强拉曼散射基底及其制备方法 | |
| Chen et al. | Silver nanowires on coffee filter as dual-sensing functionality for efficient and low-cost SERS substrate and electrochemical detection | |
| CN103399059A (zh) | 一种类Au（111）纳米颗粒无酶葡萄糖传感器电极及其制备方法和应用 | |
| US10844499B2 (en) | Aqueous solution method for manufacturing palladium doped electrode | |
| Amiri et al. | Facile synthesis of silver nanostructures by using various deposition potential and time: A nonenzymetic sensor for hydrogen peroxide | |
| CN102980879B (zh) | 一种表面增强拉曼散射基底的制备方法 | |
| Hao et al. | A novel strategy for the construction of photoelectrochemical sensing platform based on multifunctional photosensitizer | |
| CN110849865A (zh) | 一种通过外加电场增强钙钛矿表面拉曼的方法 | |
| CN111763935A (zh) | 一种贵金属沉积在氧化钛薄膜的sers基底制备方法 | |
| CN111635144A (zh) | 可增强碳点荧光的还原氧化石墨烯薄膜的制备方法 | |
| CN102020231B (zh) | 硅基半导体的拉曼散射增强基底及其制法和应用 | |
| CN102507531A (zh) | 氧化锌基半导体的拉曼散射增强基底及其制备方法和应用 | |
| CN102706843B (zh) | 一种具有光谱增强功能的透明生物基片的制备方法 | |
| CN109115746B (zh) | 一种表面增强拉曼活性基底及其制备方法 | |
| Wang et al. | Atomic layer deposition assisted non-destructive strategy for cleaning Ag dendrites based SERS substrates | |
| CN104439231A (zh) | 一种Au修饰Zn/ZnO微纳米材料的制备方法 | |
| Zhang et al. | Photoelectrochemical thrombin biosensor based on perylene-3, 4, 9, 10-tetracarboxylic acid and Au co-functionalized ZnO nanorods with signal-off quenching effect of Ag@ Ag 2 S |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20140312 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |