CN113740311A - 一种金属-介电材料复合探针sers基底及其制备方法 - Google Patents

一种金属-介电材料复合探针sers基底及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113740311A
CN113740311A CN202110929800.1A CN202110929800A CN113740311A CN 113740311 A CN113740311 A CN 113740311A CN 202110929800 A CN202110929800 A CN 202110929800A CN 113740311 A CN113740311 A CN 113740311A
Authority
CN
China
Prior art keywords
solution
metal
composite probe
dielectric
gold nanorods
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
Application number
CN202110929800.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113740311B (zh
Inventor
洪延
李敏莉
王泽华
何为
陈苑明
周国云
王翀
王守绪
杨文君
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN202110929800.1A priority Critical patent/CN113740311B/zh
Publication of CN113740311A publication Critical patent/CN113740311A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113740311B publication Critical patent/CN113740311B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/65—Raman scattering
    • G01N21/658—Raman scattering enhancement Raman, e.g. surface plasmons
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
    • B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
    • B22F9/24—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from liquid metal compounds, e.g. solutions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)

Abstract

本发明提供一种金属‑介电材料复合探针表面增强拉曼基底及其制备方法，属于拉曼检测领域。本发明表面增强拉曼基底是通过硅烷偶联剂在酸性条件下使二氧化硅介电微球表面带正电荷，通过SH‑PEG‑COOH使金纳米棒在碱性条件下带负电荷，二氧化硅介电微球和金纳米棒通过静电吸附作用结合在一起，形成在二氧化硅介电微球表面包裹一层金纳米棒的结构。作为一种表面增强拉曼基底，该结构稳定性好、灵敏度高，可分散在水中再自然干燥在衬底上，通过浸泡对待测物进行检测，从而获得较强的SERS信号，实现对目标分子快速、高效和高灵敏度的检测。

Description

一种金属-介电材料复合探针SERS基底及其制备方法
技术领域
本发明属于拉曼检测技术领域，具体涉及一种金属-介电材料复合探针表面拉曼增强基底及其制备方法。
背景技术
SERS技术可以应用于空气污染、水污染、食安、药物及生医等诸多领域中，但是直接从物质表面获得的拉曼信号较弱，不利于检测，因此开发具有高灵敏度的表面增强拉曼光谱(SERS)技术变得迫切且必要。当分析物位于或接近贵金属纳米结构时，由于SERS效应使分析物的拉曼信号放大了几个数量级，这些纳米结构的SERS增强效应取决于贵金属纳米结构的光学共振特性，激发贵金属纳米结构的表面等离子共振(SPR)使局域电磁场得到显著增强，因此可通过贵金属(如金、银等)纳米结构实现低至单分子水平的超高检测灵敏度。但是，等离子体材料周围的电磁场不是均匀分布的而是高度局限在空间狭窄的区域(SERS热点)，例如纳米尖端或粒子间纳米间隙。
介电材料和金属纳米粒子具有协同的电磁特性，在增强纳米尖端或者粒子间纳米间隙的电场强度的同时还可以使电场的总体积得到增强，使SERS信号进一步增强。如果适当的选择组装位置、材料的形貌和尺寸，还可以产生很强的电磁耦合现象，即有助于在介电材料和金属纳米粒子间仅几纳米的粒子间距，形成“热点”区域使SERS效应增强。如Kang YL,et al.(Cha M G,Kim H M,Kang Y L,et al.Thin silica shell coated Ag assemblednanostructures for expanding generality of SERS analytes[J].Plos One,2017,12(6).)以二氧化硅和银纳米颗粒的复合结构作为表面增强拉曼基底，但其检出极限只有10- 7mol/L；如Lee J B,et al.(Son H Y,Kim K R,Lee J B,et al.Bioinspired Synthesisof Mesoporous Gold-silica Hybrid Microspheres as Recyclable Colloidal SERSSubstrates[J].Scientific Reports,2017,7(1):14728.)以二氧化硅和金纳米颗粒的复合结构作为表面增强拉曼基底，其检出极限也只能达到10-8mol/L。
因此，如何建立一种具有高灵敏度、高稳定性的拉曼基底就成了迫在眉睫需解决的问题。
发明内容
针对背景技术所存在的问题，本发明的目的在于提供一种金属-介电材料复合探针SERS基底及其制备方法。本发明表面增强拉曼基底是通过硅烷偶联剂在酸性条件下使二氧化硅介电微球表面带上正电荷，通过SH-PEG-COOH使金纳米棒在碱性条件下带负电荷，两者通过静电吸附作用结合在一起，形成在二氧化硅介电微球表面包覆一层金纳米棒的结构。作为一种表面增强拉曼基底，该结构稳定性好，可分散在水中再自然干燥在衬底上，通过浸泡对待测物进行检测，从而获得较强的SERS信号，同时通过调整金纳米棒的长径比使得复合探针具有高检测灵敏度，实现对目标分子快速、高效和高灵敏度的检测。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种金属-介电材料复合探针SERS基底，包括二氧化硅介电微球和包覆于二氧化硅介电微球表面的金纳米棒，所述二氧化硅介电微球的直径为1～6μm；金纳米棒的长径比为2～7。
进一步地，所述金纳米棒的短轴为10～14nm，长轴为20～100nm。
进一步地，金纳米棒的长径比可以根据激发波长进行选择，因为不同长径比的金纳米棒和相对应得激发波长可以产生更强的共振，使增强效果更佳，灵敏度由此更高。
进一步地，785nm激发波长优选粒径为4μm二氧化硅微球和长径比为3的金纳米棒；对于633nm激发波长，优选粒径为4μm二氧化硅微球和长径比为2的金纳米棒。
一种金属-介电材料复合探针SERS基底的制备方法，包括以下步骤：
步骤1.采用种子溶液生长法制备金纳米棒，所述金纳米棒的长径比为2～7；
步骤2.在SH-PEG-COOH溶液中加入将步骤1制备的金纳米棒，混合后放置12～24h，然后进行离心处理，离心产物清洗后加入pH为9～10的碱性溶液中进行混合，得到带负电的金纳米棒溶液；
步骤3.使用硅烷偶联剂对二氧化硅介电微球进行表面改性处理，得到修饰后的SiO2-g-NH2；
步骤4.将步骤2得到的带负电的金纳米棒溶液和步骤3得到的修饰后的SiO2-g-NH2混合，静置12～24h，然后用去离子水洗涤，即可得到所需的金属-介电材料复合探针，其中，修饰后的SiO2-g-NH2在带负电的金纳米棒溶液中的浓度为0.0080～0.0125g/mL；
步骤5.将步骤4得到的金属-介电材料复合探针分散于衬底，自然干燥，即可得到所需的金属-介电材料复合探针SERS基底。
进一步地，步骤2中离心的参数为：转速8000～12000r/min，离心时间5～10min，碱性溶液为磷酸氢二钠溶液、磷酸氢二钾溶液、氢氧化钾和氢氧化钠溶液等。
进一步地，步骤3中使用硅烷偶联剂对二氧化硅微球进行表面改性处理的具体过程为：在乙醇溶液中加入硅烷偶联剂Silane-PEG-NH2，再加入冰醋酸调节pH至3～4，在40～50℃下进行水解反应，反应时间0.5～1h，得到混合溶液C，将清洗后的二氧化硅介电微球加入混合溶液C中进行表面改性处理，反应3～4h，反应结束后用乙醇离心清洗多次，即可得到修饰后的SiO2-g-NH2。
进一步地，乙醇溶液中乙醇和硅烷偶联剂的体积比为100:1，乙醇的浓度为93～95％，混合溶液C中介电微球的浓度为0.5～1mg/L。
进一步地，步骤4得到的金属-介电材料复合探针可以在溶液中、干燥在硅片、石英或者玻璃上保存，不需要现制现用。
本发明的机理为：表面等离子体共振是一种物理光学现象，它利用光在玻璃与金属薄膜界面处发生全内反射时渗透到金属薄膜内的消失波，引发金属中的自由电子产生表面等离子体，在波长为适宜的条件下，表面等离子体与消失波的频率与波数相等，二者发生共振，此时入射光被吸收，使反射光能量急剧下降，在反射光谱上出现反射强度最低值，此即为共振峰。紧靠在金属薄膜表面的介质折射率不同时，共振峰波长将不同，因此，我们可以根据不同的波长选择不同金纳米棒的长径比，实现共振由此提高灵敏度。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1.本发明设计的金属-介电材料复合探针SERS基底通过调节二氧化硅介电微球表面包覆的金纳米棒的长径比达到调节共振波长的效果，使SERS基底共振波长调节至近红外波长范围内，可避开荧光的干扰，进而提高拉曼检测的灵敏度。本发明增强基底与待测物混合、干燥，然后进行测试，可达到10-9mol/L的检出限。
2、本发明制备的二氧化硅介电微球和金纳米棒合成的复合探针非常稳定，二氧化硅介电微球和金纳米棒通过静电吸附作用结合在一起，在溶液中通过超声处理不能使金纳米棒和二氧化硅微球分离，超声前后的SEM形貌基本一致；同时，复合探针容易保存，常温放置半年的复合探针和刚合成的复合探针的SEM形貌基本一致，因此，本发明制备的复合探针可以在溶液中和干燥在硅片、石英或者玻璃上保存，不需要现制现用，保存周期较长。
附图说明
图1为本发明实施例制备的金属-介电复合材料探针SERS基底的SEM图。
图2为本发明制备的金纳米棒的SEM图。
图3为本发明制备金属-介电复合材料探针的流程示意图。
图4为长径比为2和3的金纳米棒的紫外可见光谱图。
图5为本发明实施例2以4μm二氧化硅介电微球表面包裹长径比为2～7的金纳米棒作为SERS基底的10-3mol/L对巯基苯胺溶液的拉曼图谱。
图6为本发明在直径为1～6μm的二氧化硅介电微球表面包裹长径比为3的金纳米棒作为SERS基底的10-3mol/L对巯基苯胺溶液的拉曼图谱。
图7为本发明以4μm二氧化硅介电微球和长径比为3的金纳米棒作为SERS基底，甲卡西酮待测溶液的浓度分别为1nM、10nM、100nM、1μM和10μM的拉曼图谱。
图8为本发明以长径比为3的纯金纳米棒作为SERS基底的10-3mol/L对巯基苯胺溶液的拉曼图谱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合实施方式和附图，对本发明作进一步地详细描述。
一种金属-介电材料复合探针SERS基底，包括二氧化硅介电微球和包覆于二氧化硅介电微球表面的金纳米棒，所述二氧化硅介电微球的直径为1～6μm；金纳米棒的长径比为2～7。
一种金属-介电材料复合探针SERS基底的制备方法，包括以下步骤：
步骤1.通过种子合成法制备金纳米棒，所述金纳米棒的长径比为2～7，其SEM图如图2所示；
步骤2.在SH-PEG-COOH溶液中加入将步骤1制备的金纳米棒，混合后放置12～24h，然后进行离心处理，离心产物清洗后加入pH为9～10的碱性溶液中进行混合，得到带负电的金纳米棒；
步骤3.使用硅烷偶联剂对二氧化硅微球进行表面改性处理，得到修饰后的SiO2-g-NH2；
步骤4.将步骤2得到的带负电的金纳米棒和步骤3得到的修饰后的SiO2-g-NH2混合，静置12～24h，然后用去离子水洗涤，即可得到所需的金属-介电材料复合探针；探针的制备流程示意图如图3所示；
步骤5.将步骤4得到的金属-介电材料复合探针分散于衬底，即可得到所需的金属-介电材料复合探针SERS基底。
实施例1
一种金属-介电材料复合探针SERS基底的制备方法，其中，二氧化硅介电微球的直径为4μm，金纳米棒的长径比为4，包括以下步骤：
步骤1.通过种子溶液生长法制备长径比为4的金纳米棒(AuNRs)，具体过程为：
步骤1.1.配制金纳米棒种子溶液：在0.01mol/L的氢氧化钠溶液中加入0.01mol/L硼氢化钠溶液，称为A液；在10mL 0.1mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液中加入0.5mmol/L的氯金酸溶液，称为B液；在B液中加入0.85mL A液混合2min，25℃下反应2h，即可得到种子溶液；
步骤1.2.另取10mL步骤1.1中的B液，在其中加入0.1mol/L的硝酸银溶液50mL和0.1mol/L的对苯二酚0.5mL，混合物搅拌至澄清，再添加0.16mL步骤1.1得到的种子溶液，混合均匀，静置过夜，即可制备得到长径比为4的金纳米棒溶液；
步骤2.在步骤1制备的6mL金纳米棒溶液中加入浓度为1％的SH-PEG-COOH溶液30μL，混合过夜，然后进行离心处理，12000r/min离心5min，离心产物清洗后加入pH为9的2mL磷酸氢二钠溶液中混合，即可得到带负电的金纳米棒溶液；
步骤3.使用硅烷偶联剂对二氧化硅微球进行表面改性处理，得到修饰后的SiO2-g-NH2，具体过程为：将直径为4μm的二氧化硅微球用去离子水3000r/min离心5min清洗两遍备用，将10mL的乙醇加入烧瓶中，然后加入300μL去离子水、100μL硅烷偶联剂Silane-PEG-NH2，再加入冰醋酸调节pH至3～4，在40～50℃下进行水解反应1h，得到混合溶液C，将清洗后的二氧化硅介电微球加入混合溶液C中进行表面改性处理，反应3～4h，反应结束后用乙醇在1500～3000r/min、离心5～10min的条件下离心清洗3次，即可得到修饰后的SiO2-g-NH2；
步骤4.将6mL步骤2得到的带负电的金纳米棒溶液和0.05g步骤3得到的修饰后的SiO2-g-NH2混合，静置过夜，然后用去离子水洗涤，即可得到所需的金属-介电材料复合探针；探针的制备流程示意图如图2所示；
步骤5.将步骤4得到的金属-介电材料复合探针分散于衬底，即可得到所需的金属-介电材料复合探针SERS基底。
本实施例制备的金属-介电材料复合探针SERS基底的SEM图如图1所示。
实施例2
按照实施例1的步骤制备金属-介电材料复合探针SERS基底，仅将步骤1中制备金纳米棒的过程中的长径比调整为2、3、5、6和7，其他步骤不变，
其中，长径比为2、3、5、6、和7的制备过程为将实施例1步骤1.2中0.1mol/L硝酸银的量改成0.03、0.04、0.06、0.07和0.08mL，其他步骤不变。
本实施例制备的长径比为2和3的金纳米棒的紫外可见光谱图如图4所示，在4μm二氧化硅介电微球表面包裹长径比为2～7金纳米棒的10-3mol/L对巯基苯胺溶液的拉曼图谱如图5所示。
实施例3
按照实施例1的步骤制备金属-介电材料复合探针SERS基底，仅将步骤3中二氧化硅介电微球的直径调整为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm和6μm，其他步骤不变。
本实施例制备的SERS基底进行拉曼测试的光谱如图6所示。
拉曼测试：将本实施例制备的二氧化硅介电微球直径为4μm、金纳米棒长径比为3的金属-介电材料复合探针与甲卡西酮待测溶液混合过夜，然后滴加在用“食人鱼溶液”(浓硫酸：过氧化氢＝7：3)浸泡后的洁净的硅片衬底表面，自然干燥后，在785nm激光波长下进行SERS测试。其中，甲卡西酮待测溶液的浓度分别为1nM、10nM、100nM、1μM和10μM；测试采集了5个不同位置的拉曼信号，拉曼图谱经过了背景和基线的矫正后取平均水平，且通过洛伦兹拟合确定了甲卡西酮在1080cm-1处的峰高。
测试结果如图7所示。
对比例1
按照实施例1的步骤3对相同直径的二氧化硅介电微球进行硅烷偶联剂修饰，然后将修饰后的SiO2-g-NH2与浓度为10-3mol/L的待检测甲卡西酮溶液混合过夜，然后滴加在用“食人鱼溶液”(浓硫酸：过氧化氢＝7：3)浸泡后的洁净的硅片衬底表面，自然干燥后，在785nm激光波长下进行SERS测试。
测试结果表明无SERS信号，说明只有二氧化硅介电微球不能使检测物的SERS增强。
对比例2
按照实施例2得到的长径比为3的金纳米棒溶液滴加在用“食人鱼溶液”(浓硫酸：过氧化氢＝7：3)浸泡后的洁净的硅片衬底表面，自然干燥后作为SERS基底，在785nm激光波长下对浓度为10-3mol/L的对巯基苯胺溶液进行SERS测试。
测试结果表明长径比为3的纯金纳米棒比使用二氧化硅介电微球表面包裹一层长径比为3的金纳米棒的10-3mol/L的对巯基苯胺溶液的SERS信号弱得多。
图1为本发明实施例1制备的SERS基底的SEM图。从图中可以看出，二氧化硅介电微球表面包裹了一层均匀的金纳米棒，不同二氧化硅介电微球表面覆盖率基本一致。
图2为本发明制备的金纳米棒的SEM图。从图中可以看出，采用种子溶液生长法制备的金纳米棒大小尺寸均匀，分散性好。
图4为长径比为2和3的金纳米棒的紫外可见光谱图。从图中可以看出，长径比为2的金纳米棒共振波长大概在670nm，长径比为3的金纳米棒共振波长大概在740nm。
图5为本发明实施例2中以直径4μm二氧化硅介电微球表面包裹长径比为2～7的金纳米棒作为SERS基底对10-3mol/L对巯基苯胺溶液检测的拉曼图谱。从图中可以看出，当激发波长为785nm时，长径比为3的金纳米棒的SERS基底效果更好。
图6为本发明实施例3中直径为1～6μm二氧化硅介电微球表面包裹长径比为3的金纳米棒作为SERS基底对10-3mol/L对巯基苯胺溶液检测的拉曼图谱。从图中可以看出，二氧化硅微球直径为4μm时作为SERS基底检测效果更佳。
图7为本发明在直径为4μm二氧化硅介电微球表面包裹一层长径比为3的金纳米棒作为SERS基底，检测物甲卡西酮溶液的浓度分别为1nM、10nM、100nM、1μM和10μM。从图中可以看出，该基底的检测极限可以达到10-9mol/L。
图8为本发明使用长径比为3的纯金纳米棒溶液在衬底上自然干燥后，作为SERS基底对10-3mol/L对巯基苯胺溶液检测的拉曼图谱。从图中可以看出长径比为3的纯金纳米棒比在二氧化硅介电微球表面包裹一层长径比为3的金纳米棒对巯基苯胺溶液的SERS信号弱得多。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。

Claims (9)

1.一种金属-介电材料复合探针SERS基底，其特征在于，包括二氧化硅介电微球和包覆于二氧化硅介电微球表面的金纳米棒，所述二氧化硅介电微球的直径为1～6μm；金纳米棒的长径比为2～7。
2.如权利要求1所述的金属-介电材料复合探针SERS基底，其特征在于，所述金纳米棒的短轴为10～14nm，长轴为20～100nm。
3.如权利要求1所述的金属-介电材料复合探针SERS基底，其特征在于，金纳米棒的长径比根据激发波长进行选择。
4.如权利要求3所述的金属-介电材料复合探针SERS基底，其特征在于，785nm激发波长选择粒径4μm的二氧化硅微球和长径比为3的金纳米棒；对于633nm激发波长，选择粒径为4μm二氧化硅微球和长径比为2的金纳米棒。
5.一种金属-介电材料复合探针SERS基底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1.采用种子溶液生长法制备金纳米棒，所述金纳米棒的长径比为2～7；
步骤2.在SH-PEG-COOH溶液中加入将步骤1制备的金纳米棒，混合后放置，然后进行离心处理，离心产物清洗后加入pH为9～10的碱性溶液中进行混合，得到带负电的金纳米棒溶液；
步骤3.在酸性条件下使用硅烷偶联剂对二氧化硅介电微球进行表面改性处理，得到修饰后的SiO2-g-NH2；
步骤4.将步骤2得到的带负电的金纳米棒溶液和步骤3得到的修饰后的SiO2-g-NH2混合，静置放置，然后用去离子水洗涤，即可得到所需的金属-介电材料复合探针，其中，修饰后的SiO2-g-NH2在带负电的金纳米棒溶液中的浓度为0.0080～0.0125g/mL；
步骤5.将步骤4得到的金属-介电材料复合探针分散于衬底，自然干燥，即可得到所需的金属-介电材料复合探针SERS基底。
6.如权利要求5所述的金属-介电材料复合探针SERS基底的制备方法，其特征在于，步骤2中离心的参数为：转速8000～12000r/min，离心时间5～10min，碱性溶液为磷酸氢二钠溶液、磷酸氢二钾溶液、氢氧化钾或氢氧化钠溶液。
7.如权利要求5所述的金属-介电材料复合探针SERS基底的制备方法，其特征在于，步骤3中使用硅烷偶联剂对二氧化硅微球进行表面改性处理的具体过程为：在乙醇溶液中加入硅烷偶联剂Silane-PEG-NH2，再加入冰醋酸调节pH至3～4，在40～50℃下进行水解反应，反应时间0.5～1h，得到混合溶液C，将清洗后的二氧化硅介电微球加入混合溶液C中进行表面改性处理，反应3～4h，反应结束后用乙醇离心清洗多次，即可得到修饰后的SiO2-g-NH2。
8.如权利要求7所述的金属-介电材料复合探针SERS基底的制备方法，其特征在于，乙醇溶液中乙醇和硅烷偶联剂的体积比为100:1，乙醇的浓度为93～95％，混合溶液C中介电微球的浓度为0.5～1mg/L。
9.如权利要求5所述的金属-介电材料复合探针SERS基底的制备方法，其特征在于，步骤4得到的金属-介电材料复合探针可以在溶液中、干燥在硅片、石英或者玻璃上保存，不需要现制现用。
CN202110929800.1A 2021-08-13 2021-08-13 一种金属-介电材料复合探针sers基底及其制备方法 Active CN113740311B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110929800.1A CN113740311B (zh) 2021-08-13 2021-08-13 一种金属-介电材料复合探针sers基底及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110929800.1A CN113740311B (zh) 2021-08-13 2021-08-13 一种金属-介电材料复合探针sers基底及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113740311A true CN113740311A (zh) 2021-12-03
CN113740311B CN113740311B (zh) 2022-12-20

Family

ID=78731021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110929800.1A Active CN113740311B (zh) 2021-08-13 2021-08-13 一种金属-介电材料复合探针sers基底及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113740311B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114839180A (zh) * 2022-04-28 2022-08-02 电子科技大学 一种喷雾型双组分复合拉曼基底的制备方法

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010002275A1 (en) * 1997-03-12 2001-05-31 Oldenburg Steven J. Metal nanoshells
CN101216429A (zh) * 2008-01-07 2008-07-09 首都师范大学 一种sers生物探针及其制备方法
CN102527437A (zh) * 2010-12-16 2012-07-04 中国科学院福建物质结构研究所 一种可磁性分离的贵金属催化剂及其制备方法
US20120212733A1 (en) * 2010-10-27 2012-08-23 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Tailored raman spectrocopic probes for ultrasensitive and highly multiplexed assays
US20120281957A1 (en) * 2011-05-08 2012-11-08 Georgia Tech Research Corporation Plasmonic and photonic resonator structures and methods for large electromagnetic field enhancements
CN103143394A (zh) * 2013-02-04 2013-06-12 厦门大学 一种纳米贵金属@磁性聚合物复合微球及其制备方法
US20130252275A1 (en) * 2010-12-08 2013-09-26 Osaka Prefecture University Public Corporation Device and method utilizing a metallic nanoparticle assembly structure for detecting a target substance
US20140077121A1 (en) * 2012-09-18 2014-03-20 Uchicago Argonne, Llc Generic Approach for Synthesizing Asymmetric Nanoparticles and Nanoassemblies
CN103990812A (zh) * 2014-06-06 2014-08-20 厦门大学 一种表面增强拉曼基底的制备方法
US8828729B1 (en) * 2009-01-28 2014-09-09 Cabot Corporation Methods and apparatus for the detection of taggants by surface enhanced raman scattering
KR20150110926A (ko) * 2014-03-21 2015-10-05 금오공과대학교 산학협력단 MB-GNR/SiO2 나노복합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 암치료제
CN106311102A (zh) * 2016-08-25 2017-01-11 上海应用技术学院 一种光热响应型复合凝胶空心微球的制备方法
RU2643697C1 (ru) * 2017-05-11 2018-02-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук Способ получения композитных наноструктур: диоксид кремния - серебро
CN110293232A (zh) * 2018-03-23 2019-10-01 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 一种超声辅助盐酸羟胺种子生长法制备硅核金壳纳米颗粒的方法
CN111077127A (zh) * 2018-10-19 2020-04-28 东南大学 一种Bcr-Abl融合蛋白检测方法
CN111289493A (zh) * 2020-03-27 2020-06-16 电子科技大学 一种表面增强拉曼基底及其制备方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20010002275A1 (en) * 1997-03-12 2001-05-31 Oldenburg Steven J. Metal nanoshells
CN101216429A (zh) * 2008-01-07 2008-07-09 首都师范大学 一种sers生物探针及其制备方法
US8828729B1 (en) * 2009-01-28 2014-09-09 Cabot Corporation Methods and apparatus for the detection of taggants by surface enhanced raman scattering
US20120212733A1 (en) * 2010-10-27 2012-08-23 The Board Of Trustees Of The University Of Illinois Tailored raman spectrocopic probes for ultrasensitive and highly multiplexed assays
US20130252275A1 (en) * 2010-12-08 2013-09-26 Osaka Prefecture University Public Corporation Device and method utilizing a metallic nanoparticle assembly structure for detecting a target substance
CN102527437A (zh) * 2010-12-16 2012-07-04 中国科学院福建物质结构研究所 一种可磁性分离的贵金属催化剂及其制备方法
US20120281957A1 (en) * 2011-05-08 2012-11-08 Georgia Tech Research Corporation Plasmonic and photonic resonator structures and methods for large electromagnetic field enhancements
US20140077121A1 (en) * 2012-09-18 2014-03-20 Uchicago Argonne, Llc Generic Approach for Synthesizing Asymmetric Nanoparticles and Nanoassemblies
CN103143394A (zh) * 2013-02-04 2013-06-12 厦门大学 一种纳米贵金属@磁性聚合物复合微球及其制备方法
KR20150110926A (ko) * 2014-03-21 2015-10-05 금오공과대학교 산학협력단 MB-GNR/SiO2 나노복합체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 암치료제
CN103990812A (zh) * 2014-06-06 2014-08-20 厦门大学 一种表面增强拉曼基底的制备方法
CN106311102A (zh) * 2016-08-25 2017-01-11 上海应用技术学院 一种光热响应型复合凝胶空心微球的制备方法
RU2643697C1 (ru) * 2017-05-11 2018-02-05 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физического материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук Способ получения композитных наноструктур: диоксид кремния - серебро
CN110293232A (zh) * 2018-03-23 2019-10-01 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 一种超声辅助盐酸羟胺种子生长法制备硅核金壳纳米颗粒的方法
CN111077127A (zh) * 2018-10-19 2020-04-28 东南大学 一种Bcr-Abl融合蛋白检测方法
CN111289493A (zh) * 2020-03-27 2020-06-16 电子科技大学 一种表面增强拉曼基底及其制备方法

Non-Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
AIHUA LIU: "Gold nanostructures with near-infrared plasmonic resonance: Synthesis and surface functionalization", 《COORDINATION CHEMISTRY REVIEWS》 *
BABAK NIKOOBAKHT: "Surface-Enhanced Raman Scattering Studies on Aggregated Gold Nanorods", 《JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A》 *
CHUNGANGWANG: "Monodispersed Gold Nanorod-Embedded Silica Particles as Novel Raman Labels for Biosensing", 《ADVANCED FUNCTIONAL MATERIALS》 *
ISABEL PASTORIZA-SANTOS: "Optical properties of metal nanoparticle coated silica spheres:a simple effective medium approach", 《PHYS . CHEM. CHEM. PHYS .》 *
YAN HONG: "Optoplasmonic Hybrid Materials for Trace Detection of Methamphetamine in Biological Fluids through SERS", 《ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES》 *
YAN HONG: "Optoplasmonics: basic principles and applications", 《JOURNAL OF OPTICS》 *
施海宁等: "Au-SiO_2微球复合粒子的自组装制备及表征", 《哈尔滨商业大学学报(自然科学版)》 *
王永会: "磁基金复合微球的表面结构调控及其SERS性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》 *
胡永红等: "金属介电核壳结构复合材料的制备、性质及应用", 《化学进展》 *
苏倩倩等: "利用纳米技术制备SERS活性基底", 《东南大学学报(医学版)》 *
金征宇 等: "《基因与纳米探针-医学分子成像理论与实践 中》", 30 November 2017 *
马亚丹: "金纳米棒的制备及其表面增强拉曼活性研究", 《应用技术学报》 *
黄微等: "特殊结构二氧化硅与硅基复合物的研究进展", 《南昌大学学报(医学版)》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114839180A (zh) * 2022-04-28 2022-08-02 电子科技大学 一种喷雾型双组分复合拉曼基底的制备方法
CN114839180B (zh) * 2022-04-28 2023-08-01 电子科技大学 一种喷雾型双组分复合拉曼基底的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113740311B (zh) 2022-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Shape-dependent surface-enhanced Raman scattering in gold–Raman-probe–silica sandwiched nanoparticles for biocompatible applications
CN111289493B (zh) 一种表面增强拉曼基底及其制备方法
Zhu et al. SERS detection of glucose using graphene-oxide-wrapped gold nanobones with silver coating
Forato et al. Functionalized core–shell Ag@ TiO 2 nanoparticles for enhanced Raman spectroscopy: a sensitive detection method for Cu (ii) ions
Puente et al. Silver-chitosan and gold-chitosan substrates for surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS): Effect of nanoparticle morphology on SERS performance
Yang et al. Hybrid nanostructure of SiO 2@ Si with Au-nanoparticles for surface enhanced Raman spectroscopy
Das et al. Highly stable In@ SiO2 core-shell nanostructures for ultraviolet surface-enhanced Raman spectroscopy
CN113740311B (zh) 一种金属-介电材料复合探针sers基底及其制备方法
Liao et al. Au–Ag–Au double shell nanoparticles-based localized surface plasmon resonance and surface-enhanced Raman scattering biosensor for sensitive detection of 2-mercapto-1-methylimidazole
Tian et al. Plasmonic Au-Ag alloy nanostars based high sensitivity surface enhanced Raman spectroscopy fiber probes
Liu et al. Fabrication of sea urchin-like Au@ SiO2 nanoparticles SERS substrate for the determination of malachite green in tilapia
Mishra et al. Fabrication of gold nanoparticles on biotin-di-tryptophan scaffold for plausible biomedical applications
KR101629569B1 (ko) 신경전달 물질 탐지를 위한 표면증강 라만 산란 측정용 프로브, 및 이의 제조방법
Gu et al. Preparation of a monolayer array of silica@ gold core-shell nanoparticles as a SERS substrate
Huang et al. One-step fabrication of highly dense gold nanoparticles on polyamide for surface-enhanced Raman scattering
Zeng et al. Preparation and SERS study of triangular silver nanoparticle self‐assembled films
CN117259775A (zh) 一种金纳米双锥的制备方法及其在光纤生物传感中的应用
Salinas et al. Fabrication and Characterization of Surfaceenhanced Raman Scattering Substrates With Ordered Arrays of Gold Nanopyramids By Means of Nanosphere Lithography
Zhang et al. A simple and highly efficient route to the synthesis of NaLnF 4–Ag hybrid nanorice with excellent SERS performances
CN108693162B (zh) 一种Au@mSiO2纳米花SERS基底及其制备方法
CN114594083A (zh) 一种利用化学合成方法制备sers基底的方法
Ran et al. SERS Immunosensor based on high-density “hotspots” Au@ SiO2 array substrate and Au-Ag nanoshells probes for ultrasensitive detection of dual biomarkers in the cervical cancer serum
Sundaram et al. Stable silver/biopolymer hybrid plasmonic nanostructures for high performance surface enhanced Raman scattering (SERS)
Oliveira et al. The plasmonic effect of gold nanorods on charged molecules: SERRS and SEF effects
Netzahual Lopantzi et al. Comparative study of the thermal diffusivity of SiO2–Au nanoparticles in water base

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB03 Change of inventor or designer information
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Wang Zehua

Inventor after: Li Minli

Inventor after: Hong Yan

Inventor after: He Wei

Inventor after: Chen Yuanming

Inventor after: Zhou Guoyun

Inventor after: Wang Li

Inventor after: Wang Shouxu

Inventor after: Yang Wenjun

Inventor before: Hong Yan

Inventor before: Li Minli

Inventor before: Wang Zehua

Inventor before: He Wei

Inventor before: Chen Yuanming

Inventor before: Zhou Guoyun

Inventor before: Wang Li

Inventor before: Wang Shouxu

Inventor before: Yang Wenjun

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant