本發明專利技術提供一種表面增強拉曼散射基底，包括硅基材和設置于所述硅基材上的化學修飾層，所述化學修飾層包括：親水硅烷化合物層和包圍所述親水硅烷化合物層的疏水硅烷化合物層，所述親水硅烷化合物層的面積小于7.5mm2；所述親水硅烷化合物層上設置有單層金屬納米粒子層。本發明專利技術提供的表面增強拉曼散射基底在疏水硅烷化合物層和親水硅烷化合物層的作用下，能夠使待測物水溶液集中在位于中間的面積較小的親水硅烷化合層上，提高了對待測物水溶液的濃縮程度；而且金屬納米粒子層能夠使待測物水溶液分散地更加均勻。因此，本發明專利技術提供的表面增強拉曼散射基底提高了信號強度，從而提高了檢測的靈敏度。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及復合材料
，尤其涉及一種。
技術介紹
表面增強拉曼散射(SERS)兼具高靈敏性和光譜準確性的優異性質，因而其在化學及生物分子檢測領域具有極大的應用價值。近年來，金、銀等納米粒子的局域表面等離子共振(SPR)產生激發與散射光譜被廣泛應用于SERS的研究。如S. Nie等利用納米尺度銀 “熱粒子”將SERS信號提高了 IO14倍，從而實現了 SERS對單分子的檢測。然而當待測物水溶液的濃度非常小時，即使采用這種納米粒子也無法對其進行檢測，這是由于待測物在SERS 基底上的分布范圍和分布均勻性不可控。為了實現對較小濃度的待測物水溶液的檢測，現有技術提出了一種疏水收縮理論。如果SERS基底為親水性的，待測物水溶液滴上以后會鋪散到基底表面的較大范圍內， 其中的待測物就會隨著水溶液在基底上的大范圍內鋪散開，使得單位面積基底上的待測物分子大大地減少，導致檢測限大大地降低。而在疏水或超疏水的基底的表面，待測物的水溶液在滴上后不會鋪散開，而是形成一個近似于球形的液滴。隨著溶劑的揮發，液滴與基底的接觸面積就會減小，使得待測物的鋪散受限，因此待測物最終只能分布在基底的較小的范圍內，從而實現了待測物在SERS基底上的濃縮。基于疏水收縮理論的優點，現有技術中公開了制備超疏水表面增強拉曼散射基底的方法。如Gentile F.等采用硅做基底材料，通過光刻蝕、電子束刻蝕，制得了有序的硅納米棒陣列，再通過表面沉積使銀納米粒子沉積到硅納米棒的頂端，然后通過浸泡的方式用十八烷基硅氧烷修飾硅納米棒陣列的表面，得到超疏水的表面增強拉曼散射基底(GentileF., Das G. , Coluccio M. L. ,Mecarini F.，Accardo A. , Tirinato L , Tallerico R.，CojocG.， Liberale C. ， Candeloro P. ， Decuzzi P. ， De Angelis F. ， Di Fabrizio Ε..Ultra low concentrated molecular detection using super hydrophobic surface based biophotonic devices. Microelectronic Engineering 2010，87，798 801.)，然而這種方法對基底的構建過程技術難度大，不利于推廣；為了獲得制備過程簡單的表面增強拉曼散射基底，Xn F.G.等應用化學法，構筑了氧化鋅三維納米陣列，而后在氧化鋅納米陣列上鍍銀，最后通過在其表面修飾硬脂酸，即疏水化處理最終得到SERS基底(Xu F. G. ,Sun Y. J.， Zhang Y. ,Shi Y. ,Wen Z. W. ,Li Z.. Silver nanoparticles coated zinc oxide nanorods array as superhydrophobic substrate for amplified SERS effects. J. Phys. Chem. C, 2011，115，9977 9983.)，但是這種表面增強拉曼散射基底通過對整個基底進行疏水化處理得到，其對待測物水溶液的濃縮度依然較低，WSyL的待測物水溶液為例，其在上述 SERS基底上形成的微球的直徑約為3. 6mm,此時形成的液滴微球體積仍然較大，依然會使待測物水溶液分散出SERS中心熱點區域的范圍，對于SERS信號的提高程度依然較低。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種，本專利技術提供的表面增強拉曼散射基底提高了對待測物水溶液檢測的信號強度，提高了對待測物檢測的靈敏度。本專利技術提供一種表面增強拉曼散射基底，包括硅基材和設置于所述硅基材上的化學修飾層，所述化學修飾層包括親水硅烷化合物層和包圍所述親水硅烷化合物層上的疏水硅烷化合物層，所述親水硅烷化合物層的面積小于7. 5mm2 ；所述親水硅烷化合物層上設置有單層金屬納米粒子層。優選的，所述親水硅烷化合物層為直徑小于等于3. Omm的圓，其圓心與所述硅基材的中心點重合。優選的，所述親水硅烷化合物為氨丙基三乙氧基硅烷、Y-氨丙基三甲氧基硅烷、 Y _氛丙基甲基二乙氧基娃燒、3_疏丙基二乙氧基娃燒或3_服丙基二乙氧基娃燒。優選的，所述金屬納米粒子為銀納米粒子、金納米粒子或銅納米粒子。優選的，所述疏水娃燒化合物層包括第一疏水娃燒化合物和第二疏水娃燒化合物的疏水娃燒;所述第一疏水硅烷化合物為十八烷基三氯硅烷或十七氟癸基三乙氧基硅烷；所述第二疏水娃燒化合物為η-丙基二甲氧基娃燒、n_丙基二乙氧基娃燒、Y-氣丙基甲基二甲氧基硅烷、Υ-氯丙基甲基二乙氧基硅烷、Υ-氯丙基三乙氧基硅烷、Υ-氯丙基二甲氧基娃燒或丙基二乙酸氧基娃燒。優選的，所述第一疏水硅烷化合物為十八烷基三氯硅烷；所述第二疏水硅烷化合物為η-丙基三甲氧基硅烷。本專利技術提供一種上述技術方案所述的表面增強拉曼散射基底的制備方法，包括以下步驟a)以模板為掩膜層對硅基材進行第一光刻蝕后采用疏水硅烷化合物進行修飾，得到包含疏水硅烷化合物層的硅基材；b)對所述步驟a)得到的硅基材進行第二光刻蝕曝光后采用親水硅烷化合物進行修飾，得到包含親水硅烷化合物層和疏水硅烷化合物層的硅基材，所述疏水硅烷化合物層包圍所述親水硅烷化合物層，所述親水硅烷化合物層的面積小于7. 5mm2 ；c)在所述步驟b)得到的硅基材的親水硅烷化合物層上進行金屬納米粒子沉積， 得到表面增強拉曼散射基底。優選的，所述模板為直徑小于等于3. Omm的圓。優選的，所述第一光刻蝕的時間為I分鐘 5分鐘。優選的，所述第二光刻蝕的時間為20秒 I分鐘。本專利技術提供一種表面增強拉曼散射基底，包括硅基材和設置于所述硅基材上的化學修飾層，所述化學修飾層包括親水硅烷化合物層和包圍所述親水硅烷化合物層的疏水硅烷化合物層，所述親水硅烷化合物層的面積小于7. 5mm2 ;所述親水硅烷化合物層上設置有單層金屬納米粒子層。在使用本專利技術提供的表面增強拉曼散射基底進行檢測時，待測物水溶液在位于四周的疏水硅烷化合物層和位于中間的親水硅烷化合物層的作用下，聚集在面積較小的親水硅烷化合物層中，從而減小了其在基底上的鋪散范圍，提高了對待測物水溶液的濃縮度，提高了拉曼散射的信號強度；同時，金屬納米粒子層能夠使待測水溶液更均勻地分散，也提高了拉曼散射的信號強度，因此，本專利技術提供的拉曼散射基底提高了對待測物檢測的靈敏度，有利于其在化學或生物領域中的定性和定量分析。附圖說明圖圖圖圖圖具體實施例方式本專利技術提供一種表面增強拉曼散射基底，包括硅基材和設置于所述硅基材上的化學修飾層，所述化學修飾層包括親水硅烷化合物層和包圍所述親水硅烷化合物層的疏水硅烷化合物層，所述親水硅烷化合物層的面積小于等于7. 5mm2 ；所述親水硅烷化合物層上設置有單層金屬納米粒子層。拉曼散射是一種光通過介質時入射光與分子運動相互作用而引起的頻率發生變化的散射。拉曼散射分為兩種類型，其中一種是表面增強拉曼散射，當一些分子被吸附到某些粗糙的金屬，如金、銀或銅的表面時，它們的拉曼譜線強度會得到極大地增強，這種不尋常的拉曼散射增強現象被稱為表面增強拉曼散射效應。在表面增強拉曼散射效應產生的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：李壯，溫志偉，張悅，許富剛，孫玉靜，石巖，戴海潮，
申請(專利權)人：中國科學院長春應用化學研究所，
類型：發明
國別省市：
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