CN113777034A

CN113777034A - 金纳米双锥阵列基底及其制备方法和应用

Info

Publication number: CN113777034A
Application number: CN202110962360.XA
Authority: CN
Inventors: 姚媛媛; 郭隆华; 王悦靓; 陈丽芬; 林露; 林丙永
Original assignee: Jiaxing University
Current assignee: Jiaxing University
Priority date: 2021-08-20
Filing date: 2021-08-20
Publication date: 2021-12-10
Anticipated expiration: 2041-08-20
Also published as: CN113777034B

Abstract

本发明公开了一种金纳米双锥阵列基底及其制备方法和应用，所述金纳米双锥阵列基底包括基片以及装载于所述基片表面、由金纳米双锥组装形成的薄膜，所述金纳米双锥的表面修饰有亲水性配体和疏水性配体。所述金纳米双锥阵列基底的拉曼信号强，对环丙沙星的选择性高，可检测待测样品中痕量的环丙沙星，应用前景好。

Description

金纳米双锥阵列基底及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及表面增强拉曼散射基底技术领域，特别是涉及一种金纳米双锥阵列基底及其制备方法和应用。

背景技术

环丙沙星(CIP)属于第三代喹诺酮类抗菌药，具有抗菌活性强，毒性低且不易产生耐药性等优点，因此成为广泛使用的抗生素之一。目前，用于CIP的定性定量检测的方法包括紫外-可见光分光光度法、荧光法、毛细管电泳、微乳液电动色谱法、高效液相色谱法及其联用技术，虽然这些方法具有各自的优势，但都存在一定的局限性，例如仪器成本高、检测耗时长、样品需经过复杂的前处理过程等。

表面增强拉曼散射法(SERS)作为一种新型的光谱检测分析技术，具有灵敏度高、操作简单，可对待测物质进行现场、快速、无损、在线分析检测等优点。但现有技术的SERS基底的灵敏度和重现性无法满足应用要求，很难应用于痕量环丙沙星的检测。

发明内容

针对现有技术问题，本发明提供了一种简单的金纳米双锥(AuNBPs)阵列基底及其制备方法和应用，所述金纳米双锥阵列基底具有显著的SERS信号，并成功应用于样品中痕量环丙沙星的检测。

本发明提供的AuNBPs阵列基底，包括基片以及装载于所述基片表面、由AuNBPs组装形成的薄膜，所述AuNBPs的表面修饰有带有巯基的亲水性配体和疏水性配体。

在表面增强拉曼散射(SERS)中，当两个或几个等离子体(纳米粒子)之间的距离足够近时，电磁场发生耦合产生“热点”效应，使周围材料或目标分子的拉曼信号增强。

本发明中，AuNBPs阵列基底上AuNBPs的紧密排列程度决定了其近场耦合中热点的密集程度，而排列的效果主要受到AuNBPs的尺寸、形状、各金锥的间距等的影响。通过选择合适的配体分子分别修饰金纳米双锥，从而调节金锥之间的范德华力、静电相互作用以及金锥的亲疏水作用，一方面保证Au NBPs阵列的规整度，另一方面配体修饰完成后因表面配体的长度可以调节金锥之间的间距，因此使阵列结构中的金锥排列更紧密。

规整度指各AuNBPs的排列具有相同的取向，选择带有巯基的亲水性配体和疏水性配体共同修饰AuNBPs的表面，一方面有利于降低AuNBPs之间的静电斥力，增强之间的范德华力，使AuNBPs的肩并肩的组装方式远多于头对头的组装方式；另一方面疏水性配体使得AuNBPs与水相的表面张力增加，亲水性配体与油相的表面张力增加，从而使垂直于界面的取向成为体系自由能更低的构象，提高紧密排列的规整度。

AuNBPs的离子性质在很大程度上依赖于其物理性质，如尺寸和长径比，具有横向和纵向等离子共振模式，其中横向等离子共振波长取决于AuNBPs的直径，并且只能在相当窄的光谱范围内变化，而纵向等离子共振波长在一定范围内与长径比呈线性关系。本发明采用的AuNBPs的直径为17～23nm，长径比(AuNBPs的最大长度与直径的比值)为4～5，具有良好的光学特性和单分散性，能够为制备Au NBPs阵列基底提供良好的原料基础。

可选的，所述亲水性配体为聚乙二醇甲醚巯基、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；所述疏水性配体为十六烷硫醇、聚苯乙烯、十二烷硫醇中的至少一种。

优选的，所述亲水性配体为聚乙二醇甲醚巯基(PEG-SH)，所述疏水性配体为十六烷硫醇(C₁₆-SH)。由于配体带有巯基，相比于CTAB，巯基与金有更强的相互作用，可形成牢固的Au-S键，而且聚乙二醇甲醚巯基和十六烷硫醇的分子量相差较小，有利于在AuNBPs表面形成规整的包裹层。

表面修饰有亲水性配体和疏水性配体的金纳米双锥的电位为10～20mV。电位影响AuNBPs对分子的静电吸附选择性，该电位范围内的AuNBPs对环丙沙星有良好的选择性，有效减少其他干扰素的影响。

基片主要的作用是固定和支撑薄膜，使薄膜能够平展开，保证检测的均匀性和重现性。基片的类型有很多，可以为硅片、铜网、聚二甲基硅氧烷基片中的一种。

本发明还提供了Au NBPs阵列基底的制备方法，包括以下步骤：

步骤S100，利用亲水性配体和疏水性配体对AuNBPs进行表面修饰；

步骤S200，将修饰后AuNBPs的水溶液与油相混合，自组装形成AuNBPs薄膜；

步骤S300，将所述AuNBPs薄膜装载在基片上，得到所述AuNBPs阵列基底。

步骤S100中，AuNBPs是根据种子生长法合成的，表面被十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)所包裹，胺基暴露在外使其表面带有正电荷；若混合溶液中CTAB的浓度过高，会导致配体交换困难，因此，实际操作时，需适当稀释CTAB的浓度，一般要求CTAB浓度在1～10mM。在加入亲水性配体和疏水性配体前，为了防止两种配体在水中发生沉淀，在混合溶液中引入异丙醇，一方面可提升两种配体的溶解性，另一方面异丙醇可以破坏CTAB所形成的胶束，使CTAB越容易脱离AuNBPs表面，促进配体分子高效置换原始AuNBPs表面的CTAB。

步骤S100中，加入亲水性配体和疏水性配体，与AuNBPs表面的CTAB修饰进行配体交换，所述AuNBPs、亲水性配体和疏水性配体三者的摩尔比为1：10⁴～10⁶：10⁴～10⁶，一方面使修饰后的AuNBPs具有良好的选择性，另一方面保证AuNBPs在油-水界面的取向有序自组装。

优选的，所述AuNBPs、亲水性配体和疏水性配体三者的摩尔比为1:10⁵:10⁵。

可选的，步骤S100中，所述配体交换时间为6～10h，基本能实现配体的完全置换。

配体交换往往会引发AuNBPs表面电荷的变化，通过测试电位变化可验证配体交换是否成功；亦可通过SERS检测特征峰Au-Br的信号变化来验证配体交换结果。

步骤S200中，需将交换配体后的AuNBPs进行离心、洗涤并分散于水中，得到AuNBPs水溶液，主要目的是去除置换出的CTAB、多余的亲水性配体和疏水性配体，然后加入油相，形成油-水界面，以便于AuNBPs进行自组装。

可选的，所述AuNBPs水溶液的浓度为1～5nM。

可选的，所述油相为正癸烷、环己烷、碳酸二甲酯和1H,1H,2H,2H-全氟十二烷硫醇中的一种。

本发明还公开了所述AuNBPs阵列基底在检测环丙沙星(CIP)中的应用，将待测样品滴加于所述AuNBPs阵列基底上，干燥后进行SERS检测，即可完成测试，操作简单，方便快捷。由于AuNBPs阵列基底对环丙沙星具有良好的吸附选择性和优异的灵敏度，因此，能够用于痕量环丙沙星的定性和定量检测，准确度高。

相比于现有技术，本发明在稳定均一的AuNBPs的基础上，利用亲水性配体和疏水性配体通过配体交换对AuNBPs的表面进行修饰，替代了原本的配体CTAB，再经过油-水界面自组装形成致密的单层薄膜；利用基片装载该薄膜，形成了阵列结构稳定、热点分布均匀且灵敏度高的AuNBPs阵列基底。应用于多药物分析中，可高效地检测出待测样品中痕量的环丙沙星，且检测的准确度高、重现性好。

附图说明

图1为制备例1中CTAB修饰的Au NBPs的表征图；

图2为不同体积比的两种配体修饰的Au NBPs用于油-水界面自组装形成的薄膜，其中A为100％PEG-SH，B为50％PEG-SH：50％C₁₆-SH，C为30％PEG-SH：70％C₁₆-SH，D为100％C₁₆-SH。

图3为50％PEG-SH：50％C₁₆-SH条件下，制备的Au NBPs阵列基底检测罗丹明6G的结果图；

图4为配体总体积、配体交换时Au NBPs的浓度、配体交换时间以及自组装时AuNBPs的浓度对Au NBPs阵列基底检测性能的影响结果图，其中(A)配体体积、(B)配体交换时Au NBPs浓度、(C)配体交换时间；(D)自组装的Au NBPs浓度。

图5为条件优化后的Au NBPs阵列基底的表征图；

图6为条件优化后的Au NBPs阵列基底用于不同浓度R6G检测的拉曼光谱图；

图7为Au NBPs阵列基底的检测重现性图；其中A为基底检测浓度为10^-8M的R6G溶液随机采集15个点的拉曼光谱，B为(A)对应15个拉曼光谱中614cm^-1处信号强度的统计偏差。

图8为Au NBPs阵列基底检测环丙沙星的结果图，(A)Au NBPs阵列基底用于不同浓度CIP检测的拉曼光谱；(B)CIP浓度和其谱图在拉曼位移为864cm^-1处信号强度的线性关系，n＝3；

图9为CIP与其它干扰抗生素在拉曼位移为864cm^-1处的信号强度对比图(CIP的浓度为1μM，NOR、OFL、CHL、TC、KANA、AMP、SD、MNZ及NFTO的浓度均为100μM)；

图10为血清样品中环丙沙星的测定结果图；

图11为本发明中制备Au NBPs阵列基底的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但本发明不仅限于此。

制备例1

根据文献报道的热诱导种子生长方法制备Au NBPs，具体步骤如下：

(1)金种合成：在剧烈搅拌下，将新鲜配制的NaBH₄的冰水溶液(25mM,0.75mL)迅速加入到含有50mM CTAC、5mM柠檬酸、2.5mM HAuCl₄的30mL混合溶液中，再搅拌2min。溶液的颜色将变成棕色，然后将其放入80℃油浴中反应90min，颜色变为红色。金种溶液存放在室温环境下以备后续实验的使用。

(2)种子生长法合成Au NBPs：8mL的金种溶液加入到制备好的含有HAuCl₄(10mM,10mL)、AgNO₃(10mM,2mL)、HCl(1.0M,4mL)、Vc(0.1M,1.6mL)以及CTAB(0.1M,200mL)的生长液中，缓慢搅拌2min混合均匀。最后，将上述混合溶液放在30℃水浴中静置3h。在最初的15min内，溶液的颜色逐渐发生变化，并最终变为紫红色。

(3)将制备好的Au NBPs静置1天后，将沉淀分散于水中，离心去除表面多余的CTAB，再用体积比为2:1的水-异丙醇溶液重新分散，制得CTAB修饰的Au NBPs溶液，浓度为10nM，CTAB的浓度为1mM。

采用透射电子显微镜对上述制备的Au NBPs进行表征，如图1所示，AuNBPs的直径为20nm，长经比为4，大小均一。

实施例1

(1)将1mM的PEG-SH水溶液和1mM的C₁₆-SH水溶液以不同体积比混合：100％PEG-SH(A)、50％PEG-SH：50％C₁₆-SH(B)、30％PEG-SH：70％C₁₆-SH(C)、100％C₁₆-SH(D)，分别取50μL制备例1中的Au NBPs溶液，在搅拌条件下，缓慢滴加各体积比的PEG-SH和C₁₆-SH的混合溶液，振荡反应8h进行配体交换。之后，离心去除多余的配体混合溶液，将沉淀重新分散于体积比为2:1的水-异丙醇溶液中，重复进行三次离心和洗涤，最后分散于纯水中备用，制得PEG-SH和C₁₆-SH修饰的Au NBPs溶液。利用纳米粒度电位仪(Zetasize Nano ZS 90，英国Malvern仪器有限公司)验证Au NBPs表面的配体交换效果。

(2)以正癸烷为油相，取10μL步骤(1)中PEG-SH和C₁₆-SH修饰的AuNBP溶液加入到500μL的正癸烷中，手动振荡混合，并于室温下超声10min，通过油-水界面自组装，形成一层金属薄膜。

(3)用清洗干净的硅片(3.0mm×3.0mm)来装载组装好的薄膜，然后在37℃的恒温干燥箱内干燥30min，制得Au NBPs阵列基底。

(4)以罗丹明6G作为拉曼信号分子评估制备的Au NBPs阵列基底的性能，具体步骤如下：

分别取4μL不同浓度(浓度为10^-6、10^-7、10^-8、5×10^-9、10^-9、5×10^-10M)的罗丹明6G滴加在上述制备的Au NBPs阵列上，干燥后进行SERS检测，检测参数为638nm的激光、扫描范围为200-2000cm^-1，功率为13.5mW，积分时间为10s，累计测定3次。

如图2所示，当两种配体的体积比为50:50时，组装形成的薄膜最为均匀且金属光泽最明显。如图3所示，利用该薄膜制备的Au NBPs阵列基底检测罗丹明6G，检测限为5×10^-10M。

实施例2

(1)将制备的例1中的Au NBPs沉淀分散在水中，离心去除表面多余的CTAB，再用水/异丙醇(2:1)重新分散，制备成浓度为10nM的Au NBPs溶液，在不断搅拌条件，分别缓慢滴加12.5、25、50、100、200μL体积比为50:50的PEG-SH和C₁₆-SH混合溶液，振荡反应8h进行配体交换。之后，离心去除多余的配体混合溶液，将沉淀重新分散于体积比为2:1的水-异丙醇溶液中，重复进行三次离心和洗涤，最后分散于纯水中备用，制得不同体积配体修饰的AuNBPs溶液。

(2)以正癸烷为油相，取10μL步骤(1)中不同体积配体修饰的Au NBPs溶液加入到500μL的正癸烷中，手动振荡混合，并于室温下超声10min，通过油-水界面自组装直至形成一层金属薄膜。

(3)参照实施例1步骤3制备Au NBPs阵列基底。

分别取4μL浓度为10^-7M的罗丹明6G滴加在上述用不同配体体积制备的Au NBPs阵列上，干燥后进行SERS检测，检测参数参照实施例1步骤4。

如图4(A)，SERS信号强度随着配体总体积的增加而逐渐增高，当总体积为50μL时，拉曼信号达到最大值，之后，随着体积的继续增加，信号强度反而明显降低，这可能是由于过多的配体占据Au NBPs表面的绝大部分空间，不利于罗丹明6G分子吸附到Au NBPs表面，从而影响SERS信号的增强。

实施例3

(1)将制备例1中的Au NBPs(10nM)沉淀分散在水中，离心去除表面多余的CTAB，再用水/异丙醇(2:1)重新分散，制备成浓度分别为5、10、15、20、40nM的Au NBPs溶液，在不断搅拌条件，分别缓慢滴加50μL体积比为50:50的PEG-SH和C₁₆-SH混合溶液，振荡反应8h进行配体交换。之后，离心去除多余的配体混合溶液，将沉淀重新分散于体积比为2:1的水-异丙醇溶液中，重复进行三次离心和洗涤，最后分散于纯水中备用，制得PEG-SH和C₁₆-SH修饰的不同浓度的Au NBPs溶液。

(2)以正癸烷为油相，取10μL步骤(1)中PEG-SH和C₁₆-SH修饰的Au NBPs溶液加入到500μL的正癸烷中，手动振荡混合，并于室温下超声10min，经过油-水界面自组装，形成一层金属薄膜。

(3)参照实施例1步骤3制得Au NBPs阵列基底。

分别取4μL浓度为10^-7M的罗丹明6G滴加在上述制备的不同浓度AuNBPs制备的AuNBPs阵列上，干燥后进行SERS检测，检测参数参照实施例1步骤4。

如图4B所示，当Au NBPs浓度为10nM时，SERS信号达到最强。因此选择10nM作为配体交换时Au NBPs溶液的浓度。

实施例4

(1)将实施例1中制备好的Au NBPs(10nM)沉淀分散在水中，离心去除表面多余的CTAB，再用水/异丙醇(2:1)重新分散，在不断搅拌条件，分别缓慢滴加50μL体积比为50:50的PEG-SH和C₁₆-SH混合溶液，分别振荡反应时间为2、4、6、8、10、12h进行配体交换。之后，离心去除多余的配体混合溶液，将沉淀重新分散于体积比为2:1的水-异丙醇溶液中，重复进行三次离心和洗涤，最后分散于纯水中备用，制得不同配体交换时间的配体修饰的Au NBPs溶液。

(2)以正癸烷为油相，取10μL步骤(1)中不同配体交换时间制得的配体修饰的AuNBPs溶液加入到500μL的正癸烷中，手动振荡混合，并于室温下超声10min，经过油-水界面自组装，形成一层金属薄膜。

(3)参照实施例1步骤3制备Au NBPs阵列基底。

分别取4μL浓度为10^-7M的罗丹明6G滴加在上述制备的不同配体交换时间制得AuNBPs阵列上，干燥后进行SERS检测，检测参数参照实施例1步骤4。

由图4C所示，当反应时间为8h时，SERS信号强度达到最大值。因此，选择8h作为配体交换的反应时间。

实施例5

对加入油相中用于自组装的Au NBPs溶液浓度进行了优化，具体步骤如下：

(1)将实施例1中制备好的Au NBPs(10nM)沉淀分散在水中，离心去除表面多余的CTAB，再用水/异丙醇(2:1)重新分散，在不断搅拌条件，分别缓慢滴加50μL体积比为50:50的PEG-SH和C₁₆-SH混合溶液，分别振荡反应8h进行配体交换。之后，离心去除多余的配体混合溶液，将沉淀重新分散于体积比为2:1的水-异丙醇溶液中，重复进行三次离心和洗涤，最后分散于纯水中备用，制得配体修饰的Au NBPs溶液，此时Au NBPs溶液浓度为5nM。通过浓缩和纯水稀释，得到浓度分别为1、2.5、5、10nM配体修饰的Au NBPs溶液。

(2)以正癸烷为油相，取10μL步骤(1)中配体修饰的浓度不同的Au NBPs溶液加入到500μL的正癸烷中，手动振荡混合，并于室温下超声10min，经过油-水界面自组装，形成一层金属薄膜。

(3)参照实施例1步骤3制备Au NBPs阵列基底。

分别取4μL浓度为10^-7M的罗丹明6G滴加在上述采用配体交换后不同浓度Au NBPs溶液组装制得的Au NBPs阵列上，干燥后进行SERS检测，检测参数参照实施例1步骤4。

如图4D所示，SERS信号在浓度为2.5nM时达到最强，推测过低的Au NBPs浓度无法诱导发生自组装，而过高的浓度则会导致过度聚集而不利于SERS信号增强。因此，用于自组装的Au NBPs溶液的浓度确定为2.5nM。

实施例6

操作步骤参照实施例1，其中，Au NBPs浓度为10nM、PEG-SH和C₁₆-SH的体积比为50:50，配体交换时间8h，油-水界面组装中配体交换后Au NBPs溶液的浓度2.5nM。

在上述最优条件下，将组装好的AuNBPs薄膜在洁净的硅片表面干燥之后制备成AuNBPs阵列基底。图5A和5B分别为在油-水界面自组装的Au NBPs阵列以及干燥后制备于硅片表面的Au NBPs阵列基底的光学照片。由图所示，经过油-水界面自组装形成一层黄色的金属光泽的薄膜。通过SEM观察制备的Au NBPs阵列基底的表面形貌，如图5C所示，油-水界面上自组装的Au NBPs阵列是一层由大量Au NBPs紧密堆积的单层膜结构，Au NBPs粒子互相之间狭窄的间隙提供了大量的SERS“热点”，SERS“热点”处强局域电磁场可以显著提高分析目标物分子的拉曼信号，起到SERS增强效果，从而提高检测的灵敏度。

图6所示，利用此基底检测不同浓度的罗丹明6G溶液，考察了其灵敏度，LOD可以达到5×10^-10M(0.5nM)。通过式(1)，可以计算得到SERS增强因子(EF)为2.69×10⁶，证明制备的Au NBPs阵列基底具有较高的灵敏度。

式(1)中，I_SERS为吸附在Au NBPs阵列基底上的罗丹明6G分子在864cm^-1处的SERS信号强度，C_SERS为SERS条件下表面吸附的罗丹明6G浓度，I_Raman为罗丹明6G溶液在864cm^-1处普通拉曼光谱强度，C_Raman为普通拉曼条件下罗丹明6G浓度。

实施例7

参照实施例6制备3个不同批次的Au NBPs阵列基底，并且每个基底上随机抽取5个点对浓度为10^-8M的R6G溶液进行了SERS测量。图7A为随即采集15个点的拉曼光谱图，图7B是这15个拉曼光谱中614cm^-1处拉曼信号强度的统计偏差，RSD值计算为10.3％。说明基底组装均匀，重现性好。

实施例8

利用实施例6制备的Au NBPs阵列基底对不同浓度的环丙沙星(CIP)标准品溶液进行了SERS检测，具体步骤：配制了不同浓度的CIP标准品溶液，分别取4μL滴加在制备有AuNBPs阵列基底上，干燥之后直接进行SERS测量。实验测量的参数为：638nm的激光、扫描范围为200-2000cm^-1、功率约为13.5mw、积分时间为10s、累计测定3次。

如图8A所示，Au NBPs阵列基底对于CIP溶液的LOD可以达到5×10^-9M(≈1.5ng/mL)。实验研究表明，口服或静脉滴注常用剂量的CIP后，在人体内达到的有效血药浓度约为2.0μg/mL，且其最低抑菌浓度(MIC)约为0.5μg/mL。故制备的Au NBPs阵列基底可以满足检测需求。

对不同浓度的CIP溶液测得的谱图在拉曼位移为864cm^-1的信号强度进行了线性拟合分析，如图8B所示，SERS信号强度和CIP浓度的对数在5nM─0.1mM的浓度范围内存在良好的线性关系，线性回归方程为y＝504.0629x+4314.7598(R²＝0.9623)。基底检测CIP的灵敏度高且线性范围较宽，因此可用于实际样品的测定。

实施例9

为了考察Au NBPs基底对于检测CIP的选择性，诺氟沙星(NOR)、氧氟沙星(OFL)、氯霉素(CHL)、四环素(TC)、卡那霉素(KANA)、氨苄青霉素(AMP)、磺胺嘧啶(SD)、甲硝唑(MNZ)以及呋喃妥因(NFTO)作为常见的干扰抗生素，同样使用Au NBPs阵列基底进行了SERS测量，具体步骤如下：

配制1μM的CIP、100μM的诺氟沙星(NOR)、氧氟沙星(OFL)、氯霉素(CHL)、四环素(TC)、卡那霉素(KANA)、氨苄青霉素(AMP)、磺胺嘧啶(SD)、甲硝唑(MNZ)以及呋喃妥因(NFTO)标准品溶液，分别取4μL滴加在实施例6制备的Au NBPs阵列基底上，干燥之后就可以直接进行SERS测量。实验测量的参数为：638nm的激光、扫描范围为200-2000cm^-1、功率约为13.5mw、积分时间为10s、累计测定3次。

如图9所示，尽管干扰抗生素浓度(100μM)均为CIP浓度(1μM)的100倍，但与上述所有干扰抗生素相比，CIP在拉曼位移为864cm^-1处显示出强得多的SERS信号。说明将Au NBPs阵列基底应用于实际样品检测时，上述抗生素的干扰可以忽略不计。因此，Au NBPs阵列基底对于CIP具有良好的选择性。

实施例10

采用标准添加法对人血清进行检测，用来评估Au NBPs阵列基底应用于实际样品测定的可靠性，具体步骤如下：

(1)配制四种不同浓度的CIP：1×10^-6、1×10^-7、5×10^-8、1×10^-8M；

(2)将不同浓度的CIP添加到正常人血清中，配制了CIP的人血清加标样品；

(3)取3μL CIP的人血清加标样品滴加到实施例4制备的Au NBPs阵列基底，干燥后进行SERS检测。

如图10所示，Au NBPs阵列基底为检测四种浓度的人血清加标样品所得SERS光谱。表的计算结果表明，基底对于实际样品的检测具有良好的准确度和精密度，回收率的范围为93.33％至108.0％，RSD的范围为2.48％至5.41％。因此，Au NBPs阵列基底为痕量的药物分析检测提供了一种灵敏、可靠的方法，在血药浓度监测方面具有一定的应用潜力。

表1 Au NBPs阵列基底用于SERS检测人血清中添加的CIP

本发明首先合成了稳定均一的AuNBPs，利用亲水性配体和疏水性配体通过配体交换对AuNBPs的表面进行修饰，替代了原本的配体CTAB，再经过油-水界面自组装形成致密的单层薄膜；利用基片装载该薄膜，形成了阵列结构稳定、热点分布均匀且灵敏度高的AuNBPs阵列基底，参见图11。应用于多药物分析中，能够高效地检测出待测样品中痕量的环丙沙星，且检测的准确度高、重现性好。

上述的对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims

1.金纳米双锥阵列基底，包括基片以及装载于所述基片表面、由金纳米双锥组装形成的薄膜，其特征在于，所述金纳米双锥的表面修饰有亲水性配体和疏水性配体。

2.根据权利要求1所述的金纳米双锥阵列基底，其特征在于，所述金纳米双锥的直径为17～23nm，长经比为4～5。

3.根据权利要求1所述的金纳米双锥阵列基底，其特征在于，所述亲水性配体为聚乙二醇甲醚巯基、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；所述疏水性配体为十六烷硫醇、聚苯乙烯、十二烷硫醇中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的金纳米双锥阵列基底，其特征在于，表面修饰有亲水性配体和疏水性配体的金纳米双锥的电位为10～20mV。

5.根据权利要求1所述的金纳米双锥阵列基底，其特征在于，所述基片为硅片、铜网、聚二甲基硅氧烷基片中的一种。

6.根据权利要求1所述的金纳米双锥阵列基底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

利用亲水性配体和疏水性配体对金纳米双锥进行表面修饰；

将修饰后金纳米双锥的水溶液与油相混合，自组装形成金纳米双锥薄膜；

将所述金纳米双锥薄膜装载在基片上，得到所述金纳米双锥阵列基底。

7.根据权利要求6所述的金纳米双锥阵列基底的制备方法，其特征在于，所述金纳米双锥、亲水性配体和疏水性配体三者的摩尔比为1：10⁴～10⁶：10⁴～10⁶。

8.根据权利要求6所述的金纳米双锥阵列基底的制备方法，其特征在于，通过配体交换实现表面修饰，所述配体交换时间为6～10h。

9.根据权利要求6所述的金纳米双锥阵列基底的制备方法，其特征在于，所述油相为正癸烷、环己烷、碳酸二甲酯和1H,1H,2H,2H-全氟十二烷硫醇中的一种。

10.根据权利要求1～9任一所述的金纳米双锥阵列基底在检测环丙沙星中的应用。