一種殼層隔離納米粒子增強(qiáng)拉曼散射光譜探針的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供了一種殼層隔離納米粒子增強(qiáng)拉曼散射光譜探針的制備方法，該方法制備方法簡(jiǎn)單：首先由檸檬酸還原法制備Au納米粒子；然后在Tris?HCl緩沖溶液中聚合多巴胺，即可得到Au@PDA納米粒子；最后在蓋玻片上自組裝合成的納米粒子，得到所需的SHINERS探針；該探針表現(xiàn)出殼層隔離納米粒子增強(qiáng)效應(yīng)；該探針檢測(cè)的拉曼信號(hào)穩(wěn)定；該探針表現(xiàn)出優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，即使經(jīng)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿浸泡后其拉曼信號(hào)不變；該探針檢測(cè)范圍寬。

Preparation method of shell isolation nano particle enhanced Raman scattering spectrum probe

The present invention provides a method for preparing nano particle reinforced shell isolation Raman scattering spectral probe, this method has the advantages of simple preparation method: first by citrate reduction of Au nanoparticles were prepared by polymerization of dopamine in Tris; then HCl buffer solution, Au@PDA nanoparticles can be obtained; finally on the coverslip self-assembly of nanoparticles synthesized by. SHINERS probe is required; the probe showed shell nanoparticle enhanced Raman signal isolation effect; stability of the probe detection; the probe exhibited excellent chemical stability, even after the change of Raman signal of strong acid, alkali soaking; the probe wide detection range.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種殼層隔離納米粒子增強(qiáng)拉曼散射光譜探針的制備方法
本專利技術(shù)涉及功能型納米材料
，特別是涉及一種殼層隔離納米粒子增強(qiáng)拉曼散射光譜探針的制備方法。
技術(shù)介紹
表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)具有極高的表面檢測(cè)靈敏度,甚至可達(dá)單分子檢測(cè)水平。然而僅有在粗糙的Ag、Au、Cu等金屬表面才能獲得強(qiáng)烈的SERS效應(yīng)。相比之下，其他材料以及光滑甚至原子級(jí)平整的單晶表面所獲得拉曼信號(hào)非常弱，這大大制約了SERS的發(fā)展和應(yīng)用。據(jù)此，廈門大學(xué)田中群院士課題組創(chuàng)建了殼層隔絕納米粒子增強(qiáng)拉曼光譜(SHINERS)技術(shù)，即Au核包覆一層超薄惰性納米材料，內(nèi)核Au粒子能夠產(chǎn)生極強(qiáng)電磁場(chǎng)，增強(qiáng)檢測(cè)目標(biāo)物的拉曼信號(hào)；同時(shí)，惰性納米材料的殼層把Au粒子與環(huán)境隔絕，避免污染和干擾。這種新型技術(shù)將傳統(tǒng)SERS的直接接觸模式轉(zhuǎn)變成殼層隔絕模式，突破了長(zhǎng)期以來SERS關(guān)于基底材料和表面形貌普適性差的瓶頸問題。其中，超薄惰性納米材料的制備是構(gòu)建SHINERS探針的關(guān)鍵，目前使用的殼層材料主要有金屬氧化物(如SiO2,Al2O3,MnO2)和碳材料(包括石墨烯和碳)。然而這些殼層材料因缺乏特定的官能團(tuán)，無法對(duì)目標(biāo)物的選擇性富集，限制了在實(shí)際樣品檢測(cè)中的應(yīng)用前景。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)利用聚多巴胺(PDA)的高度包覆性，提供一種殼層隔離納米粒子增強(qiáng)拉曼散射光譜探針的制備方法。一種殼層隔離納米粒子增強(qiáng)拉曼散射光譜探針的制備方法，包括以下步驟：A、首先由檸檬酸還原法制備Au納米粒子；B、然后在Tris-HCl緩沖溶液中聚合多巴胺(Dopamine)，即可得到Au@PDA納米粒子；C、最后在蓋玻片上自組裝合成的納米粒子，得到所需的SHINERS探針。優(yōu)選的，所述的步驟A中的Au納米粒子的粒徑為40-60nm，進(jìn)一步優(yōu)選為50nm。優(yōu)選的，所述的PDA殼層膜厚可通過控制多巴胺濃度和聚合時(shí)間實(shí)現(xiàn)調(diào)控，從1.3nm到8.5nm，且包覆厚度均一。本專利技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：1、制備方法簡(jiǎn)單；2、該探針表現(xiàn)出殼層隔離納米粒子增強(qiáng)效應(yīng)；3、該探針檢測(cè)的拉曼信號(hào)穩(wěn)定；4、該探針表現(xiàn)出優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，即使經(jīng)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿浸泡后其拉曼信號(hào)不變；5、該探針利用π-π堆積作用方式，可有效檢測(cè)水相中苯并三氮唑(BTA)，檢測(cè)線性范圍為10-4to10-8mol/L，檢出限為1nmol/L(0.119μg/L)，遠(yuǎn)低于澳大利亞政府規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)(20μg/L)；此外對(duì)BTA的檢測(cè)表現(xiàn)良好的選擇性，其中濃度大于BTA十倍的芳烴類物質(zhì)(如三聚氰胺、十二烷基苯磺酸鈉和對(duì)硝基苯酚)也無法檢測(cè)出來。附圖說明圖1：Au@PDA探針的制備方法示意圖。圖2：對(duì)應(yīng)不同PDA殼層厚度的Au@PDA探針TEM圖。圖3：PDA厚度對(duì)Au@PDA探針拉曼信號(hào)的影響圖。圖4：Au@PDA探針的拉曼檢測(cè)穩(wěn)定性測(cè)試圖。圖5：Au@PDA探針的化學(xué)穩(wěn)定性，(a)未處理，0.1MH2SO4(b)及0.1MNaOH(c)處理5h。圖6：(A)不同基底檢測(cè)10-5M苯并三氮唑(BTA)的拉曼光譜圖：(a)Au@PDA,(b)裸Au納米粒子,(c)半胱氨酸修飾的Au納米粒子,(d)固體BTA粉末；(B)Au@PDA探針檢測(cè)不同BTA濃度的拉曼譜圖及(C)對(duì)應(yīng)的濃度線性范圍；(D)Au@PDA探針對(duì)BTA的選擇性檢測(cè)，其中BTA的濃度為10-7M,十二烷基苯磺酸鈉、三聚氰胺和對(duì)硝基苯酚的濃度均為10-6M。具體實(shí)施方式以下對(duì)本專利技術(shù)的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例一種殼層隔離納米粒子增強(qiáng)拉曼散射光譜探針的制備方法，包括以下步驟：A、首先由檸檬酸還原法制備Au納米粒子；B、然后在Tris-HCl緩沖溶液中聚合多巴胺，即可得到Au@PDA納米粒子(圖1A所示)；C、最后在蓋玻片上自組裝合成的納米粒子，得到所需的SHINERS探針(圖1B)。所述的步驟A中的Au納米粒子的粒徑為50nm。所述的PDA殼層膜厚可通過控制多巴胺濃度和聚合時(shí)間實(shí)現(xiàn)調(diào)控，從1.3nm到8.5nm，且包覆厚度均一(圖2)。以下對(duì)本專利技術(shù)制備的光譜探針進(jìn)一步分析：該探針表現(xiàn)出殼層隔離納米粒子增強(qiáng)效應(yīng)，即當(dāng)PDA殼層厚度為1.3nm時(shí)其拉曼強(qiáng)度比未包覆的Au納米粒子的信號(hào)強(qiáng)度高，而當(dāng)PDA殼層厚度超過2nm，其拉曼強(qiáng)度要比未包覆的信號(hào)強(qiáng)度低(圖3)。這表明Au@PDA探針為SHINERS探針。該探針檢測(cè)的拉曼信號(hào)穩(wěn)定，分別以對(duì)巰基苯甲酸(4-MBA)和結(jié)晶紫(CV)為檢測(cè)對(duì)象，10批次的相對(duì)偏差分別為1.5％和3.8％(圖4)。該探針表現(xiàn)出優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，即使經(jīng)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿浸泡后其拉曼信號(hào)不變(圖5)。該探針利用π-π堆積作用方式，可有效檢測(cè)水相中苯并三氮唑(BTA)，檢測(cè)線性范圍為10-4to10-8mol/L，檢出限為1nmol/L(0.119μg/L)，遠(yuǎn)低于澳大利亞政府規(guī)定的安全標(biāo)準(zhǔn)(20μg/L)；此外對(duì)BTA的檢測(cè)表現(xiàn)良好的選擇性，其中濃度大于BTA十倍的芳烴類物質(zhì)(如三聚氰胺、十二烷基苯磺酸鈉和對(duì)硝基苯酚)也無法檢測(cè)出來(圖6)。以上所述，僅為本專利技術(shù)較佳的具體實(shí)施方式，但本專利技術(shù)的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本
的技術(shù)人員在本專利技術(shù)揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本專利技術(shù)的技術(shù)方案及其專利技術(shù)構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本專利技術(shù)的保護(hù)范圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種殼層隔離納米粒子增強(qiáng)拉曼散射光譜探針的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：A、首先由檸檬酸還原法制備Au納米粒子；B、然后在Tris?HCl緩沖溶液中聚合多巴胺，即可得到Au@PDA納米粒子；C、最后在蓋玻片上自組裝合成的納米粒子，得到所需的SHINERS探針。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種殼層隔離納米粒子增強(qiáng)拉曼散射光譜探針的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：A、首先由檸檬酸還原法制備Au納米粒子；B、然后在Tris-HCl緩沖溶液中聚合多巴胺，即可得到Au@PDA納米粒子；C、最后在蓋玻片上自組裝合成的納米粒子，得到所需的SHINERS探針。2.如權(quán)利要求1所述的殼層隔離納...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：葉為春，趙紫宇，楊偉偉，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蘭州大學(xué)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：甘肅,62