CN106093001A - 聚多巴胺‑银粒子‑聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底及其制备方法 - Google Patents

聚多巴胺‑银粒子‑聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚多巴胺‑银粒子‑聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底，基底片表面自下而上依次覆盖有聚多巴胺层、纳米银颗粒层和聚多巴胺层，首先对附着基底进行清洗，然后以多巴胺‑Tris溶液对基底片进行聚多巴胺的生长，再经超声清洗得到表面附着光滑聚多巴胺层的基底片，对附着光滑聚多巴胺层的基底片进行纳米银颗粒层的附着，再次用多巴胺‑Tris溶液进行聚多巴胺的生长，即得到该衬底。本发明方法实验环境简单，不会产生多余的还原剂，使用多巴胺原位还原，不会有有毒物质排出；衬底的制作周期较短，增强效果EF值可以达到3.6×106；衬底性能非常稳定，可以在简单的保存条件下保存3个月时间。

Description

聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底及其制 备方法
技术领域
本发明涉及一种纳米材料，具体涉及一种聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底及其制备方法。
背景技术
印度物理学家Raman于1928年用水银灯照射苯液体，发现了新的辐射谱线，即在入射光频率ω0的两边出现呈对称分布的，频率为ω0-ω和ω0+ω的明锐边带，这是属于一种新的分子辐射，后来被称为拉曼散射，其中ω是介质的元激发频率。拉曼因发现这一新的分子辐射和所取得的许多光散射研究成果而获得了1930年诺贝尔物理奖。与此同时，前苏联兰茨堡格和曼德尔斯塔报导在石英晶体中发现了类似的现象，即由光学声子引起的拉曼散射，称之谓并合散射。Raman散射光谱与红外光谱一样同属分子振动光谱，可以反映出分子的特征结构。由于其具有无损耗检验、所用样品量少以及不受水和溶液的干扰等优点，被广泛应用在物理、化学、生物医药等领域。法国罗卡特、卡本斯以及美国伍德证实了拉曼的观察研究的结果。然而到1940年，拉曼光谱的地位一落千丈。主要是因为拉曼效应太弱(约为入射光强的10-6～10-9)，人们难以观测研究较弱的拉曼散射信号，更谈不上测量研究二级以上的高阶拉曼散射效应。而且测试时还要求被测样品的体积必须足够大、无色、无尘埃、无荧光等等。所以到40年代中期，加上红外技术的进步和商品化更使得拉曼光谱的应用一度衰落。1960年以后，红宝石激光器的出现，使得拉曼散射的研究进入了一个全新的时期。由于激光器的单色性好，方向性强，功率密度高，用它作为激发光源，大大提高了激发效率。成为拉曼光谱的理想光源。随探测技术的改进和对被测样品要求的降低，目前在物理、化学、医药、工业等各个领域拉曼光谱得到了广泛的应用，越来越受研究者的重视。
Fleischmann 等人在1974 年对光滑银电极表面进行粗糙化处理后，首次获得吸附在银电极表面上单分子层吡啶分子的高质量的拉曼光谱。随后Van Duyne及其合作者通过系统的实验和计算发现吸附在粗糙银表面上的每个吡啶分子的拉曼散射信号与溶液相中的吡啶的拉曼散射信号相比，增强约6个数量级，106倍的信号强度比之前人们研究的表面分子信号大100倍左右，可以较高地避免与溶液中分子信号的冲突，因此能有效且高质量地检测到表面分子信号,指出这是一种与粗糙表面相关的表面增强效应，被称为表面增强拉曼光谱（Surface-enhanced Raman spectroscopy，SERS）效应。SERS作为一种非常有效的探测表面特性以及表面分子吸附和分子结构的工具，由于其超高的灵敏度，现已在痕量分析、表面化学、物理化学等诸多领域得到广泛应用。
但是制作出可以在不同环境下，对各种待测物进行测试时具有一定普适性的衬底依然是一个挑战，而且SERS衬底由于有一层金属表面，暴露在空气中不可避免的会被氧化，衬底很强的时效性是其比较明显的特性。所以关于SERS衬底的保存也是比较麻烦的一件事情，这也决定着此技术不容易走出实验室，而且通常衬底制作过程操作步骤繁琐，技术要求较高，过程中还会有不同程度的有毒的还原剂或者是其他的有毒废物排出，如尚广云等报道的肼还原制备红色纳米银胶及其光谱特性研究和汤皎平等报道的水合肼还原法制备银纳米粒子中都使用水合肼这类有剧毒的还原剂，对环境污染很大，还有就是一般衬底都难以长时间保存，如果想长时间保存，那么条件就会非常苛刻，导致该项技术的推广也被限制。所以采用一种简单绿色的方法来制作一种有可以长时间保存的衬底变得很有必要。
发明内容
解决的技术问题：针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底及其制备方法，充分利用聚多巴胺的还原性、强的吸附性以及出色的保护性，做出具有一定普适性，制作过程没有环境污染物，且保存条件简单的SERS衬底。
技术方案：本发明提供的一种聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底，所述衬底以硅片或石英片为基底，基底表面覆盖有一层厚25-50nm的光滑聚多巴胺层，在该光滑聚多巴胺层表面覆盖了厚20-30nm的纳米银颗粒层，在该纳米银颗粒层表面又覆盖了一层厚3-10nm的聚多巴胺层。
本发明提供的一种聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底的制备方法，其包括以下制备步骤：
（1）取硅片或石英片，依次放入丙酮、无水乙醇、去离子水中分别超声清洗30-60min，然后用氮气吹干，得到干净的硅片或石英片作为附着基底；
（2）以Tris缓冲溶液作为溶剂配制浓度为2mg/mL的多巴胺-Tris溶液，将步骤（1）所得干净的硅片或石英片浸入该多巴胺-Tris溶液里，溶液液面没过硅片或者石英片表面5-10mm，在遮光并且有氧的条件下，温度控制在20-34℃之间，进行聚多巴胺的生长，生长时间为6-24h，生长完成后用镊子取出，得到表面附着带团聚颗粒聚多巴胺层的硅片或石英片；
（3）将步骤（2）得到的附着带团聚颗粒聚多巴胺层的硅片或石英片取出，放入去离子水中超声清洗20-60min去除聚多巴胺团聚颗粒，超声清洗完毕后再用去离子水冲洗3-5次，然后用氮气吹干，得到表面附着光滑聚多巴胺层的硅片或石英片；
（4）将步骤（3）中得到的附着光滑聚多巴胺层的硅片或者石英片浸入浓度为25-100mM的硝酸银溶液中，浸入深度为5-10mm，在紫外光下照射0.5-4h结束还原过程，光滑的聚多巴胺层表面附着了纳米银颗粒层，即得到初步的表面增强拉曼光谱衬底；
（5）将步骤（4）所得初步的表面增强拉曼光谱衬底用去离子水冲洗3-5次，氮气吹干后，浸入与步骤（2）同样的多巴胺-Tris溶液中进行聚多巴胺的生长，在遮光并且有氧的条件下，控制生长时间为20-40min，生长结束取出衬底用去离子水冲洗2-3次，然后用氮气吹干，即得到聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底。
所述超声清洗频率为30-50kHz，功率为140-200W。所述Tris缓冲溶液的浓度为10mM，pH值为8.5。所述紫外光的波长为365nm。
有益效果：（1）该方法实验环境简单，实验过程中不会产生多余的还原剂。
（2）实验过程使用多巴胺原位还原，不会有有毒物质排出，对环境没有污染。
（3）该方案制作的衬底的制作周期较短，可缩短为7h。
（4）该方案制作的衬底的增强效果EF值可以达到3.6×106。
（5）该方案制作的衬底性能非常稳定，可以保证100天后仍可以进行罗丹明6G的测试。各种抗性非常优异，可以在简单的保存条件下保存3个月时间。
附图说明
图1为实施例4表面附着带团聚颗粒聚多巴胺层的硅片的偏光显微镜图；
图2为实施例4表面附着有光滑聚多巴胺层的硅片偏光显微镜图；
图3为实施例4附着光滑聚多巴胺层的硅片生长完Ag颗粒的衬底的原子力形貌图；
图4为实施例4衬底未覆盖聚多巴胺保护膜时在不同罗丹明6G浓度下的拉曼测试图；
图5为实施例4覆盖有聚多巴胺保护膜即拥有聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺结构的衬底在不同罗丹明6G浓度下的拉曼测试图；
图6为实施例4衬底未覆盖聚多巴胺保护膜时在100天后罗丹明6G浓度为10-7M时的拉曼测试图；
图7为实施例4覆盖有聚多巴胺保护膜即拥有聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺结构的衬底100天后在罗丹明6G浓度为10-7M时的拉曼测试图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不因此局限于下述实施例，而是由本发明的说明书和权利要求书限定。
实施例1
以石英片为基底，切割成5mm×5mm的矩形片，以10片为一组。依次用丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗30min，然后用氮气吹干待用，得到的干净石英片作为附着基体。
以直径6mm的玻璃培养皿(实验前必须进行丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗30min，然后在烘箱里95℃真空干燥)为容器，配制浓度为10mM的Tris缓冲溶液，并且用0.1mM的盐酸溶液把Tris缓冲溶液的pH值调节到8.5，以浓度为10mM、pH值为8.5的Tris缓冲溶液作为溶剂配制出浓度为2mg/mL的多巴胺-Tris溶液10mL。将石英基底浸入到上述配好的溶液（10mL）里，溶液液面保持高于石英片表面之上5mm，用水浴箱把温度控制在25℃，在避光有氧的条件下进行聚多巴胺的生长，生长时间为24个小时，得到在硅片表面覆盖一层聚多巴胺膜且有一些颗粒状团聚物分布的基底片。
将附着有带团聚颗粒聚多巴胺膜的石英片取出，放入去离子水中超声30min除去聚多巴胺团聚颗粒。用去离子水反复冲洗5次，然后用氮气3秒内快速吹干，得到的石英片表面附着有一层光滑的聚多巴胺膜作为固体还原剂。
仍然以直径6mm的玻璃培养皿(实验前必须进行丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗30min，然后在烘箱里95℃真空干燥)为容器，将附着有光滑聚多巴胺膜的硅片正面朝上浸入到10mL的浓度为50mM的硝酸银水溶液中，衬底没入溶液的深度为5mm，移至暗室中利用波长为365nm的紫外光照射辅助还原，缩短衬底制作周期，4小时后取出暗室结束紫外光照辅助的还原过程，得到在光滑聚多巴胺表面形成一层纳米银粒子的粗糙表面衬底。
将上步骤中所得到的衬底取出，用去离子水冲洗3次，然后氮气吹干待用。制备浓度为10mM的Tris缓冲溶液10mL，用0.1mM的盐酸溶液把Tris缓冲溶液的pH值调节到8.5。以上述Tris缓冲溶液为溶剂配出浓度为2mg/mL的多巴胺-Tris溶液10mL，在避光且有氧条件下生长，控制生长时间在30min，取出衬底用去离子水冲洗3次，用氮气吹干衬底。衬底上生长覆盖一层聚多巴胺纳米膜作为保护膜，即得到聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底。
实施例2
以石英片为基底，切割成5mm×5mm的矩形片，以10片为一组。依次用丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗40min，然后用氮气吹干待用，得到的干净石英片作为附着基体。
以直径6mm的玻璃培养皿(实验前必须进行丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗30min，然后在烘箱里95℃真空干燥)为容器，配制浓度为10mM的Tris缓冲溶液，并且用0.1mM的盐酸溶液把Tris缓冲溶液的pH值调节到8.5，以浓度为10mM、pH值为8.5的Tris缓冲溶液作为溶剂配制出浓度为2mg/mL的多巴胺-Tris溶液10mL。将石英基底浸入到上述配好的溶液里，溶液液面保持高于石英片表面之上5mm，用水浴箱把温度控制在25℃，在避光有氧的条件下进行聚多巴胺的生长，生长时间为18个小时，得到在石英片表面覆盖一层聚多巴胺膜且有一些颗粒状团聚物分布的基底片。
将附着有带团聚颗粒聚多巴胺膜的石英片取出，放入去离子水中超声30min除去聚多巴胺团聚颗粒。用去离子水反复冲洗5次，然后用氮气3秒内快速吹干，得到的石英片表面附着有一层光滑的聚多巴胺膜作为固体还原剂。
仍然以直径6mm的玻璃培养皿(实验前必须进行丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗30min，然后在烘箱里95℃真空干燥)为容器，将附着有光滑聚多巴胺膜的石英片正面朝上浸入到10mL的浓度为50mM的硝酸银水溶液中，衬底没入溶液的深度为5mm，移至暗室中利用波长为365nm的紫外光照射辅助还原，缩短衬底制作周期，2小时后取出暗室结束紫外光照辅助的还原过程，得到在光滑聚多巴胺表面形成一层纳米银粒子的粗糙表面衬底。
将上步骤中所得到的衬底取出，用去离子水冲洗3次，然后氮气吹干待用。制备浓度为10mM的Tris缓冲溶液10mL，用0.1mM的盐酸溶液把Tris缓冲溶液的pH值调节到8.5。以上述Tris缓冲溶液为溶剂配出浓度为2mg/mL的多巴胺-Tris溶液10mL，在避光且有氧条件下生长，控制生长时间在30min，取出衬底用去离子水冲洗3次，用氮气吹干衬底。衬底上生长覆盖一层聚多巴胺纳米膜作为保护膜，即得到聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底。
实施例3
以硅片为基底，切割成5mm×5mm的矩形片，以10片为一组。依次用丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗30min，然后用氮气吹干待用，得到的干净硅片作为附着基体。
以直径6mm的玻璃培养皿(实验前必须进行丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗30min，然后在烘箱里95℃真空干燥)为容器，配制浓度为10mM的Tris缓冲溶液，并且用0.1mM的盐酸溶液把Tris缓冲溶液的pH值调节到8.5，以浓度为10mM、pH值为8.5的Tris缓冲溶液作为溶剂配制出浓度为2mg/mL的多巴胺-Tris溶液10mL。将硅基底浸入到上述配好的溶液（10mL）里，溶液液面保持高于硅片表面之上5mm，用水浴箱把温度控制在25℃，在避光有氧的条件下进行聚多巴胺的生长，生长时间为24个小时，得到在硅片表面覆盖一层聚多巴胺膜且有一些颗粒状团聚物分布的基底片。
将附着有带团聚颗粒聚多巴胺膜的硅片取出，放入去离子水中超声30min除去聚多巴胺团聚颗粒。用去离子水反复冲洗5次，然后用氮气3秒内快速吹干，得到的硅片表面附着有一层光滑的聚多巴胺膜作为固体还原剂。
仍然以直径6mm的玻璃培养皿(实验前必须进行丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗30min，然后在烘箱里95℃真空干燥)为容器，将附着有光滑聚多巴胺膜的硅片正面朝上浸入到10mL的浓度为50mM的硝酸银水溶液中，衬底没入溶液的深度为5mm，移至暗室中利用波长为365nm的紫外光照射辅助还原，缩短衬底制作周期，4小时后取出暗室结束紫外光照辅助的还原过程，得到在光滑聚多巴胺表面形成一层纳米银粒子的粗糙表面衬底。
将上步骤中所得到的衬底取出，用去离子水冲洗3次，然后氮气吹干待用。制备浓度为10mM的Tris缓冲溶液10mL，用0.1mM的盐酸溶液把Tris缓冲溶液的pH值调节到8.5。以上述Tris缓冲溶液为溶剂配出浓度为2mg/mL的多巴胺-Tris溶液10mL，在避光且有氧条件下生长，控制生长时间在30min，取出衬底用去离子水冲洗2次，用氮气吹干衬底。衬底上生长覆盖一层聚多巴胺纳米膜作为保护膜，即得到聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底。
实施例4
以硅片为基底，切割成5mm×5mm的矩形片，以10片为一组。依次用丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗40min，然后用氮气吹干待用，得到的干净硅片作为附着基体。
以直径6mm的玻璃培养皿(实验前必须进行丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗30min，然后在烘箱里95℃真空干燥)为容器，配制浓度为10mM的Tris缓冲溶液，并且用0.1mM的盐酸溶液把Tris缓冲溶液的pH值调节到8.5，以浓度为10mM、pH值为8.5的Tris缓冲溶液作为溶剂配制出浓度为2mg/mL的多巴胺-Tris溶液10mL。将硅基底浸入到上述配好的溶液里，溶液液面保持高于硅片表面之上5mm，用水浴箱把温度控制在25℃，在避光有氧的条件下进行聚多巴胺的生长，生长时间为18个小时。得到在硅片表面覆盖一层聚多巴胺膜且有一些颗粒状团聚物分布的基底片，如图1的偏光显微镜图所示。
将附着有带团聚颗粒聚多巴胺膜的硅片取出，放入去离子水中超声30min除去聚多巴胺团聚颗粒。用去离子水反复冲洗5次，然后用氮气3秒内快速吹干，得到的硅片表面附着有一层光滑的聚多巴胺膜作为固体还原剂。图2为附着有光滑聚多巴胺膜的硅片偏光显微镜图。
仍然以直径6mm的玻璃培养皿(实验前必须进行丙酮、无水乙醇、去离子水分别超声清洗30min，然后在烘箱里95℃真空干燥)为容器，将附着有光滑聚多巴胺膜的硅片正面朝上浸入到10mL的浓度为50mM的硝酸银水溶液中，衬底没入溶液的深度为5mm，移至暗室中利用波长为365nm的紫外光照射辅助还原，缩短衬底制作周期，2小时后取出暗室结束紫外光照辅助的还原过程，得到在光滑聚多巴胺表面形成一层纳米银粒子的粗糙表面衬底。图3为衬底的原子力显微镜形貌图。
将上步骤中所得到的衬底取出，用去离子水冲洗3次，然后氮气吹干待用。制备浓度为10mM的Tris缓冲溶液10mL，用0.1mM的盐酸溶液把Tris缓冲溶液的pH值调节到8.5。以上述Tris缓冲溶液为溶剂配出浓度为2mg/mL的多巴胺-Tris溶液10mL，在避光且有氧条件下生长，控制生长时间在30min，取出衬底用去离子水冲洗2次，用氮气吹干衬底。衬底上生长覆盖一层聚多巴胺纳米膜作为保护膜，即得到聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底。
衬底完成后以罗丹明6G作为探针分子对衬底进行测试。
分别用浓度为10-4M-10-8M的罗丹明6G水溶液进行测试。图5为衬底未覆盖聚多巴胺保护膜时在不同罗丹明6G浓度下的拉曼测试图；图6为覆盖有聚多巴胺保护膜即拥有聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺结构的衬底在不同罗丹明6G浓度下的拉曼测试图。
测试可知即使覆盖了聚多巴胺保护膜，我们的聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺结构的衬底在极限浓度方面和没有覆盖聚多巴胺保护膜的衬底没有太大差别，只是在绝对强度上有偏低，但是不影响衬底的在极低浓度下的测试能力。
经过100天自然曝光保存（其间进行紫外光照射），聚多巴胺膜的保护效果用浓度为10-7M的罗丹明6G水溶液进行测试。图6为衬底未覆盖聚多巴胺保护膜时在100天后罗丹明6G浓度为10-7M时的拉曼测试图；图7为覆盖有聚多巴胺保护膜即拥有聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺结构的衬底100天后在罗丹明6G浓度为10-7M时的拉曼测试图。
由测试可知经过100天后，没有加聚多巴胺保护膜的衬底已经分辨不出罗丹明6G的特征峰了，如图6所示。而覆盖有聚多巴胺保护膜的“三明治”结构仍可以看到612cm-1处罗丹明6G的明显的特征峰，如图7所示。充分说明我们的聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底和普通的金属颗粒直接裸露在空气中的普通沉底相比有更长的有效期。
此外，经计算得出衬底EF为3.6×106，这在SERS衬底的成绩并不小，说明我们的保存优化不是在牺牲了增强效果的基础上进行的。

Claims (5)

1.一种聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底，其特征在于所述衬底以硅片或石英片为基底，基底表面覆盖有一层厚25-50nm的光滑聚多巴胺层，在该光滑聚多巴胺层表面覆盖了厚20-30nm的纳米银颗粒层，在该纳米银颗粒层表面又覆盖了一层厚3-10nm的聚多巴胺层。
2.如权利要求1所述的一种聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底的制备方法，其特征在于包括以下制备步骤：
（1）取硅片或石英片，依次放入丙酮、无水乙醇、去离子水中分别超声清洗30-60min，然后用氮气吹干，得到干净的硅片或石英片作为附着基底；
（2）以Tris缓冲溶液作为溶剂配制浓度为2mg/mL的多巴胺-Tris溶液，将步骤（1）所得干净的硅片或石英片浸入该多巴胺-Tris溶液里，溶液液面没过硅片或者石英片表面5-10mm，在遮光并且有氧的条件下，温度控制在20-34℃之间，进行聚多巴胺的生长，生长时间为6-24h，生长完成后用镊子取出，得到表面附着带团聚颗粒聚多巴胺层的硅片或石英片；
（3）将步骤（2）得到的附着带团聚颗粒聚多巴胺层的硅片或石英片取出，放入去离子水中超声清洗20-60min去除聚多巴胺团聚颗粒，超声清洗完毕后再用去离子水冲洗3-5次，然后用氮气吹干，得到表面附着光滑聚多巴胺层的硅片或石英片；
（4）将步骤（3）中得到的附着光滑聚多巴胺层的硅片或者石英片浸入浓度为25-100mM的硝酸银溶液中，浸入深度为5-10mm，在紫外光下照射0.5-4h结束还原过程，光滑的聚多巴胺层表面附着了纳米银颗粒层，即得到初步的表面增强拉曼光谱衬底；
（5）将步骤（4）所得初步的表面增强拉曼光谱衬底用去离子水冲洗3-5次，氮气吹干后，浸入与步骤（2）同样的多巴胺-Tris溶液中进行聚多巴胺的生长，在遮光并且有氧的条件下，控制生长时间为20-40min，生长结束取出衬底用去离子水冲洗2-3次，然后用氮气吹干，即得到聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底。
3.根据权利要求2所述的一种聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底的制备方法，其特征在于所述超声清洗频率为30-50kHz，功率为140-200W。
4.根据权利要求2所述的一种聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底的制备方法，其特征在于所述Tris缓冲溶液的浓度为10mM，pH值为8.5。
5.根据权利要求2所述的一种聚多巴胺-银粒子-聚多巴胺型表面增强拉曼光谱衬底的制备方法，其特征在于所述紫外光的波长为365nm。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107216882A (zh) * 2017-07-21 2017-09-29 安徽师范大学 一种AgNPs@PDA‑CdSe量子点纳米组装体的制备和应用
CN107328757A (zh) * 2017-08-25 2017-11-07 西南大学 一种用于潜指纹转移、显影或内含物一体化全干态检测的复合膜及检测方法
CN107583112A (zh) * 2017-07-24 2018-01-16 南昌大学 一种医用聚氨酯抗菌纳米银涂层的制备方法
CN108584903A (zh) * 2018-03-29 2018-09-28 聊城大学 一种碳化聚多巴胺/Ag纳米复合薄膜的制备方法
CN108593612A (zh) * 2018-04-25 2018-09-28 南京工业大学 一种基于聚多巴胺量子点荧光增强型检测二氧化硫衍生物的方法
CN109187489A (zh) * 2018-10-19 2019-01-11 福建师范大学 一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备及应用
CN109402613A (zh) * 2018-10-09 2019-03-01 全球能源互联网研究院有限公司 一种在基体表面包覆银的方法及由其制备的镀银四针状氧化锌晶须
CN109848439A (zh) * 2019-04-09 2019-06-07 苏州大学 一种银纳米片的制备方法
CN110186898A (zh) * 2019-06-06 2019-08-30 齐鲁工业大学 一种疏水性纸质表面增强拉曼基底及其应用
CN110253995A (zh) * 2019-06-20 2019-09-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种绝缘材料结构及其制备方法
CN112137954A (zh) * 2020-10-09 2020-12-29 成都志俊时代科技有限公司 纳米银在制备预防和去除狐臭味的化妆品或药物中的应用以及一种液剂及其制备方法
KR20210018606A (ko) * 2019-08-06 2021-02-18 한국재료연구원 종이기반 분광분석용 기판 및 이의 제조방법
CN113500190A (zh) * 2021-06-07 2021-10-15 上海应用技术大学 聚多巴胺荧光纳米点包裹的金纳米棒及其制备和检测方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101812678A (zh) * 2010-03-05 2010-08-25 北京化工大学 一种通过多巴胺制备表面包覆银的复合材料的方法
CN102706856A (zh) * 2012-06-28 2012-10-03 福州大学 一种增强拉曼纳米粒子及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101812678A (zh) * 2010-03-05 2010-08-25 北京化工大学 一种通过多巴胺制备表面包覆银的复合材料的方法
CN102706856A (zh) * 2012-06-28 2012-10-03 福州大学 一种增强拉曼纳米粒子及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
《RSC ADV.》 *

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107216882B (zh) * 2017-07-21 2020-01-10 安徽师范大学 一种AgNPs@PDA-CdSe量子点纳米组装体的制备和应用
CN107216882A (zh) * 2017-07-21 2017-09-29 安徽师范大学 一种AgNPs@PDA‑CdSe量子点纳米组装体的制备和应用
CN107583112A (zh) * 2017-07-24 2018-01-16 南昌大学 一种医用聚氨酯抗菌纳米银涂层的制备方法
CN107328757A (zh) * 2017-08-25 2017-11-07 西南大学 一种用于潜指纹转移、显影或内含物一体化全干态检测的复合膜及检测方法
CN107328757B (zh) * 2017-08-25 2020-01-03 西南大学 一种用于潜指纹转移、显影或内含物一体化全干态检测的复合膜及检测方法
CN108584903A (zh) * 2018-03-29 2018-09-28 聊城大学 一种碳化聚多巴胺/Ag纳米复合薄膜的制备方法
CN108593612A (zh) * 2018-04-25 2018-09-28 南京工业大学 一种基于聚多巴胺量子点荧光增强型检测二氧化硫衍生物的方法
CN109402613A (zh) * 2018-10-09 2019-03-01 全球能源互联网研究院有限公司 一种在基体表面包覆银的方法及由其制备的镀银四针状氧化锌晶须
CN109187489A (zh) * 2018-10-19 2019-01-11 福建师范大学 一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备及应用
CN109187489B (zh) * 2018-10-19 2021-01-05 福建师范大学 一种双分子识别多巴胺表面增强拉曼传感器的制备及应用
CN109848439A (zh) * 2019-04-09 2019-06-07 苏州大学 一种银纳米片的制备方法
CN110186898A (zh) * 2019-06-06 2019-08-30 齐鲁工业大学 一种疏水性纸质表面增强拉曼基底及其应用
CN110253995A (zh) * 2019-06-20 2019-09-20 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种绝缘材料结构及其制备方法
CN110253995B (zh) * 2019-06-20 2021-07-27 云南电网有限责任公司电力科学研究院 一种绝缘材料结构及其制备方法
KR20210018606A (ko) * 2019-08-06 2021-02-18 한국재료연구원 종이기반 분광분석용 기판 및 이의 제조방법
KR102257770B1 (ko) 2019-08-06 2021-05-31 한국재료연구원 종이기반 분광분석용 기판 및 이의 제조방법
CN112137954A (zh) * 2020-10-09 2020-12-29 成都志俊时代科技有限公司 纳米银在制备预防和去除狐臭味的化妆品或药物中的应用以及一种液剂及其制备方法
CN113500190A (zh) * 2021-06-07 2021-10-15 上海应用技术大学 聚多巴胺荧光纳米点包裹的金纳米棒及其制备和检测方法

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