纳米银SERS基底的制备及应用研究

来源 :广西科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:liongliong425
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表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)作为一种新型检测手段,因其具有无损、灵敏度高的检测特点,受到越来越多的学者、专家的关注。目前SERS基底应用最为广泛的为Au、Ag、Cu三种贵金属,其中Ag作为基底SERS性能最优,然而纳米银球作为传统的SERS基底仍存在许多不足,如易于目标分子发生化学反应,产生杂质峰;存放时间太久容易发生团聚及氧化;不能对目标分子进行特异性的检测等;这些问题的出现,都在样品的实际检测过程中带来干扰。本文首先制备了线状、花状两种形貌的纳米银,对SERS基底的灵敏度进行优化;同时以花状纳米银为载体,通过包覆二氧化硅、分子印迹层制备新型SERS基底,解决基底稳定性差、无法对目标分子特异性检测的问题。主要研究内容与结果如下:1.以硝酸银为银源,通过多元醇还原法制备纳米银线,利用扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见分光光度计(UV-Vis)对纳米银线进行表征,成功制备出直径、长度均一的纳米银线。使用激发波长为785 nm的手持式拉曼光谱仪对诺氟沙星溶液进行检测。结果表明该基底具有很好的SERS效果,增强因子达到1.44×107。检测10-3 mol/L-10-8 mol/L浓度的诺氟沙星溶液时,发现样品浓度和特征峰强度具有较好的线性关系;为进一步考察纳米银线在玻璃片上的分散性及光谱重现性,在检测诺氟沙星(10-3mol/L)样品的玻璃片上随机采集6个点的拉曼信号,重复检测6个诺氟沙星(10-5mol/L)样品的拉曼光谱。拉曼结果表明,纳米银线在玻璃片上分散性较好,在检测诺氟沙星时体现出较好的光谱重现性。2.以硝酸银为银源,抗坏血酸为还原剂,柠檬酸为稳定剂,通过SEM、XRD、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)等表征手段进行表征,制备出形貌较均一的纳米银花。以银花为核,正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,利用其在碱性条件下水解的特性,在表面沉积二氧化硅,通过SEM、透射电子显微镜(TEM)、FT-IR、能谱(EDS)、X射线衍射仪(XRD)表征手段分析,成功制备出Ag@Si O2复合材料;以4-巯基苯甲酸(4-MBA)为探针分子,研究不同的包覆厚度对Ag@Si O2基底SERS性能的影响,发现随着硅层厚度的增加,SERS信号逐渐降低。拉曼结果表明,当包覆厚度为7nm时Ag@Si O2基底具有最优的SERS性能,对诺氟沙星溶液的检测限达到10-9 mol/L;最后对Ag@Si O2的稳定性进行考察,发现当存放时间为6个月时,Ag@Si O2基底依然具有良好的SERS效果,实验表明二氧化硅的包覆改善了Ag基底的稳定性。3.以纳米银花为载体,3-氨丙基三乙氧基硅烷(Aptes)为硅烷化试剂和功能单体,诺氟沙星为模板分子,TEOS为交联剂,通过SEM、TEM、XRD、EDS、FT-IR等一系列表征手段分析,成功制备Ag@MIP复合材料。首先通过改变吸附时间及基底考察其SERS性能,然后以苯唑西林和R6G为竞争分子,对Ag@MIP的竞争吸附性进行考察,最后重复洗脱Ag@MIP考察基底重复利用性。实验结果表明,Ag@MIP基底最佳吸附时间为120min,作为SERS基底具有良好的选择吸附性,可实现对诺氟沙星分子的特异性吸附,对诺氟沙星的检测限达到10-13 mol/L,同时基底体现出优于Ag和Ag@NIP的SERS性能及良好的重复性。本文研究制备的Ag线、Ag@Si O2、Ag@MIP三种SERS基底,相比传统SERS基底具有SERS灵敏度高、稳定性强、特异性吸附、重复利用等特点,对SERS技术在实际样品的检测中具有重要意义。
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