一种书写式表面增强拉曼散射基底的制备方法及应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113049567A(43)申请公布日2021.06.29(21)申请号202110241743.8(22)申请日2021.03.04(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人刘红梅秦有健李天田洪浩张新平(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203代理人张立改(51)Int.Cl.G01N21/65(2006.01)B82Y30/00(2011.01)权利要求书1页说明书5页附图5页(54)发明名称一种书写式表面增强拉曼散射基底的制备方法及应用(57)摘要一种书写式表面增强拉曼散射基底的制备方法及应用，属于表面增强拉曼基底技术领域。包括以下步骤：制备直径为1‑10nm的烃基硫醇修饰的金属纳米颗粒；将金属纳米颗粒溶于有机溶剂中制备金属纳米颗粒的胶体溶液，用所制备的胶体溶液作“墨水”，在衬底表面书写图案。使用前，将书写图案放置于恒温炉内加热，得到所述表面增强拉曼散射基底。本发明所制备表面增强拉曼散射基底在退火前可在空气中长期存放，稳定性高，适用多种的应用领域。CN113049567ACN113049567A权利要求书1/1页1.一种书写式表面增强拉曼散射基底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)提供烃基硫醇修饰的金属纳米颗粒，将其溶解于有机溶剂中，制成金属纳米颗粒的胶体溶液，胶体浓度为10‑50mg/ml；2)将步骤1)中的金属纳米颗粒胶体溶液注入书写笔中，以此作为书写工具，在柔性衬底表面书写图案，书写过程中金属纳米颗粒在衬底表面或在组成衬底的纤维表面铺展；3)将步骤2)中书写了图案的衬底放入已经恒温于150‑250℃的恒温炉中加热10‑30分钟，得到书写式表面增强拉曼散射基底。2.按照权利要求1的方法，其特征在于，其中，步骤1)中所述的烃基硫醇为4‑18个碳链的烷基硫醇，优选戊硫醇、己硫醇、庚硫醇或辛硫醇。3.按照权利要求1的方法，其特征在于，其中，步骤1)中所述的有机溶剂为苯、甲苯、氯苯、二甲苯、三氯甲烷、正己烷、环己烷等有机溶剂或它们的混合物，其中优选正己烷、二甲苯、三氯甲烷、三氯甲烷与二甲苯的混合溶剂。4.按照权利要求1的方法，其特征在于，其中，步骤1)中所述的金属纳米颗粒的材质为贵金属或其合金，优选金纳米颗粒、银纳米颗粒、金‑银合金纳米颗粒。5.按照权利要求1的方法，其特征在于，其中，步骤1)中所述的金属纳米颗粒的直径分布范围为1‑10nm。6.按照权利要求1的方法，其特征在于，其中，步骤2)中所述的书写笔为改良的、不被金属纳米颗粒胶体溶液所溶蚀的钢笔、软笔或圆珠笔。7.按照权利要求1的方法，其特征在于，其中，步骤2)中所述的衬底为耐热范围为200℃以上的、能够被有机溶剂浸润的、无拉曼信号的薄膜衬底，优选表面浸润性改性的聚四氟乙烯衬底。8.按照权利要求1的方法，其特征在于，其中，步骤2)中所述的书写图案由烃基硫醇修饰的金属纳米颗粒组成，烃基硫醇能阻止银纳米颗粒和金‑银合金纳米颗粒被空气氧化，使书写图案长期保存。9.按照权利要求1的方法，其特征在于，其中，步骤3)中所述的恒温炉为马弗炉、管式炉或烘箱；在退火过程中金属纳米颗粒表面修饰的烃基硫醇分子脱离并挥发，同时金属纳米颗粒熔融，并相互融合成5‑80nm的金属纳米颗粒。10.按照权利要求1‑9任一项所述的方法得到的书写式表面增强拉曼散射基底用于待测物拉曼信号的检测，其检测步骤如下：(1)在所述书写式表面增强拉曼散射基底的书写处滴加待测物溶液，随后用拉曼光谱仪检测所述待测物的拉曼散射信号；(2)用待测物的良溶剂润湿的柔性表面增强拉曼散射基底去擦拭沾有微量待测物的物体表面，随后用拉曼光谱仪检测所述待测物的拉曼散射信号。2CN113049567A说明书1/5页一种书写式表面增强拉曼散射基底的制备方法及应用技术领域[0001]本发明涉及金属等离子共振表面增强基底，特别是涉及一种由油溶性金属纳米颗粒胶体溶液书写而成的、耐高温、耐激光辐照的表面增强拉曼散射基底的制备方法与应用。背景技术[0002]表面增强拉曼散射技术(SERS)由于其在超灵敏分析检测方面具有的巨大应用潜力，所以自上世纪70年代诞生以来就引起了广泛关注。由于其可以将携带被检测物分子指纹振动信息的拉曼信号放大几个至十几个数量级，因此该技术可以实现痕量检测，甚至单分子检测。随着便携式拉曼光谱仪的发展，基于表面增强拉曼散射技术的快速现场检测已经成为现实。表面增强拉曼散射技术在环境保护，食品安全，毒品检测等社会问题上具有重要的应用价值。在社会需求的推动下，SERS基底的制备技术逐渐向低成本的简易技术发展。[0003]书写法因成本低、用料省、操作方法简单，实验操作人员可DIY制备等优点，越来越