一种表面增强拉曼散射基底材料及其制备方法和应用与流程

本发明涉及表面增强拉曼散射技术领域，具体涉及一种表面增强拉曼散射基底材料及其制备方法和应用。

背景技术：

人工色素，是指用人工化学合成方法所制得的有机色素，主要是以煤焦油中分离出来的苯胺染料为原料制成的。大量的研究报告指出，几乎所有的合成色素都不能向人体提供营养物质，某些合成色素甚至会危害人体健康，导致生育力下降、畸胎等等，有些色素在人体内可能转换成致癌物质。危害包括一般毒性、致泻性、致突性(基因突变)与致癌作用。

目前我国公认的检测人工色素的方法主要是液相萃取和固相萃取高效液相色谱-质谱法，该方法对痕量酸性色素的分析具有独特的专一性和较高的灵敏度。但是，色谱-质谱方法需要有复杂的样品前处理过程，耗时长；要求具有良好的实验环境和训练有素的操作人员以及昂贵的实验仪器、大量的色谱纯溶剂和定性定量用的标准品，这些都给该方法的普遍应用带来了困难。

表面增强拉曼散射(sers)技术广泛应用于化学、生物分子的痕量检测，具有检测时间短、原位检测、实时检测、无损分析和灵敏度高等优点。但是该方法需要以高灵敏度的sers基底作为基础，并且需要待测物与基底有较强的物理或化学吸附作用。对于酸性色素这类与金纳米颗粒亲和力弱的分子，通常很难与贵金属sers基底靠近，因此限制了sers检测技术在此类分子中的应用。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种表面增强拉曼散射基底材料及其制备方法和应用，克服了现有技术中对酸性色素检测的单一性和重现性低等局限性。

本发明提出的一种表面增强拉曼散射基底材料，其原料包括金纳米结构，且所述金纳米结构表面键合功能化修饰分子，所述功能化修饰分子为胺类分子。

优选地，所述胺类分子为半胱胺、半胱氨酸、对巯基苯胺中的一种。

优选地，所述金纳米结构的原料包括表面活性剂，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵或聚乙烯吡咯烷酮中的一种。

优选地，所述金纳米结构为金纳米颗粒或金纳米棒。

本发明还一种所述表面增强拉曼散射基底材料的制备方法，所述方法包括下述步骤：将采用常规方法合成的金纳米结构进行离心，洗涤1-3次，得到浓缩液；将浓缩液与胺类分子溶液混合均匀得到混合液；调节混合液至酸性，得到表面增强拉曼散射基底材料。

优选地，所述胺类分子溶液的浓度为10^-6-10^-3mol/l。

优选地，所述调节混合液至酸性为调节混合液的ph至3-6。

优选地，采用酸性溶液调节混合液至酸性，例如盐酸、硝酸等。

本发明还提供一种酸性色素的检测方法，对酸性色素进行表面增强拉曼散射检测，表面增强拉曼散射基底材料为所述的基底材料或方法得到的基底材料。

优选地，所述酸性色素为苋菜红或诱惑红或柠檬黄或日落黄或亮蓝。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明以胺类分子修饰后的金纳米结构作为表面增强拉曼散射的基底材料来检测酸性色素分子，由于胺类分子修饰后的金纳米结构的电子共振与633nm激光相匹配，共振带来高电磁场增强，能够用于色素分子的灵敏检测。此外，胺类分子带正电荷的-nh3⁺，可以与酸性色素分子发生静电相互作用，且胺类分子能够与酸性色素分子之间形成氢键，使色素分子更接近金纳米结构的表面，从而金纳米结构更容易捕获色素分子而形成共振，较大地提高表面增强拉曼散射性能。

附图说明

图1为本发明实施例1得到的表面增强拉曼散射基底材料的扫描电子显微镜图和紫外可见光谱图。

图2为本发明实施例2得到的表面增强拉曼散射基底材料的扫描电子显微镜图和紫外可见光谱图。

图3为本发明实施例中苋菜红的表面增强拉曼散射光谱图。

图4为本发明实施例中日落黄的表面增强拉曼散射光谱图。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

实施例1

一种表面增强拉曼散射基底材料的制备方法，所述方法包括下述步骤：合成以聚乙烯吡咯烷酮为表面活性剂的金纳米颗粒，以7500r/s转速离心10min，洗涤1次，除去上清液，得到浓缩液5μl；称取0.0113g半胱胺盐酸盐溶于10ml蒸馏水中，配成浓度为10^-2mol/l的半胱胺盐酸盐溶液，稀释至10^-3mol/l；将浓缩液与半胱胺盐酸盐溶液混合均匀得到混合液；加入盐酸调节混合液的ph至6，得到表面增强拉曼散射基底材料，其扫描电子显微镜图和紫外可见光谱图如图1所示。

取所述sers基底材料，震荡20min，以7500r/s转速离心5min，除去上清液，取得到的浓缩溶胶1μl于洁净基片上，干燥，得到sers基底；分别取1μl浓度从50-1ppm的苋菜红溶液滴加到所述sers基底上，使用拉曼光谱仪进行sers检测，检测结果如图3所示，由图3可以看出，苋菜红的特征峰均能清晰识别且强度随着苋菜红溶液浓度的增大而增大。

实施例2

一种表面增强拉曼散射基底材料的制备方法，所述方法包括下述步骤：合成以十六烷基三甲基氯化铵为表面活性剂的金纳米棒，以8000r/s转速离心10min，洗涤2次，除去上清液，得到浓缩液5μl；称取0.0121g半胱氨酸溶于10ml蒸馏水中，配成浓度为10^-2mol/l的半胱氨酸溶液，稀释至10^-6mol/l，得到胺类分子溶液；将浓缩液与半胱氨酸溶液混合均匀得到混合液；加入盐酸调节混合液的ph至4，得到表面增强拉曼散射基底材料，其扫描电子显微镜图和紫外可见光谱图如图2所示。

取所述sers基底材料，震荡20min，以8000r/s转速离心5min，除去上清液，取得到的浓缩溶胶1μl于洁净基片上，干燥，得到sers基底；取1μl浓度为5ppm的日落黄溶液滴加到所述sers基底上，使用拉曼光谱仪进行sers检测，检测结果如图4所示，由图4可以看出，日落黄的特征峰能清晰识别。

实施例3

一种表面增强拉曼散射基底材料的制备方法，所述方法包括下述步骤：合成以十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂的金纳米棒，以8000r/s转速离心10min，洗涤3次，除去上清液，得到浓缩液5μl；称取0.0125g对巯基苯胺溶于10ml乙醇中，配成浓度为10^-2mol/l的对巯基苯胺溶液，稀释至10^-5mol/l；将浓缩液与对巯基苯胺溶液混合均匀得到混合液；加入硝酸调节混合液的ph至3，得到表面增强拉曼散射基底材料。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及表面增强拉曼散射技术领域，具体涉及一种表面增强拉曼散射基底材料，其原料包括金纳米结构，且所述金纳米结构表面键合功能化修饰分子，所述功能化修饰分子为胺类分子。本发明还公开了所述表面增强拉曼散射基底材料的制备方法和应用。本发明克服了现有技术中对酸性色素检测的单一性和重现性低等局限性。

技术研发人员：杨良保;何欢
受保护的技术使用者：安徽中科赛飞尔科技有限公司
技术研发日：2018.11.08
技术公布日：2019.03.01