一种金纳米棒阵列及其制备方法和应用_2

文档序号:9281524阅读:来源:国知局
]优选地,步骤(6)中,待测物溶液的体积为0.5-2 μ 10
[0040]待测物溶液的浓度无特别限制。
[0041]本发明制备得到的金纳米棒阵列在作为SERS增强基底时,由于其表面具有均匀分布的SERS “热点”,不仅对待测物的增强能力高,而且检测的重现性也好。也将金纳米棒阵列用于食品分析、环境分析、药物分析、化学分析和生物分析等领域的表面增强拉曼散射(SERS)检测。
【附图说明】
[0042]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0043]图1是实施例1中六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰的金纳米棒的透射电子显微镜(TEM)照片;
[0044]图2是实施例1中组装前后的金纳米棒的紫外可见吸收光谱;
[0045]图3是实施例1制得的金纳米棒阵列的实物照片;
[0046]图4是实施例1制得的金纳米棒阵列的扫描电子显微镜(SEM)照片(俯视图);
[0047]图5是实施例1所述的金纳米棒阵列作为表面增强拉曼活性(SERS)基底用于检测孔雀石绿的拉曼检测结果;
[0048]图6是实施例2中CTAB修饰的金纳米棒的TEM照片;
[0049]图7是实施例2制得的金纳米棒阵列的SEM照片(俯视图);
[0050]图8是实施例2制得的金纳米棒阵列的SEM照片(侧视图)。
【具体实施方式】
[0051]下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
[0052]实施例1
[0053]—种金纳米棒阵列的制备方法,包括以下步骤:
[0054](I)利用金种子生长法制备十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰的金纳米棒的水溶液,具体如下:
[0055]a、金种子的合成:将2.5mL的0.0005M的氯金酸溶于2.5mL的0.2mol/L的CTAB溶液中,混合均匀,将0.3mL新配置、预冷的0.0lM的硼氢化钠溶液快速加到上述溶液中,强力混合2min,在室温25°C下放置2h,得金种子;
[0056]b、金纳米棒的生长溶液的配置:将0.15mL、0.004mol/L的硝酸银、5mL、0.0OlM的氯金酸溶液加到5mL、0.2mol/L的CTAB中,然后加入70 μ L的0.0788Μ的抗坏血酸钠,充分还原2min,加入12 μ L上述步骤(a)配置的金种子,充分搅拌20s后,得到混合溶液,并于25 °C静置待用;
[0057]并将上述混合溶液通过在10000rpm/min的转速下离心重悬2_3次(即离心、去上清液,再用1ml纯水分散),除去多余的反应残留物,得到浓度为0.4nmol/L的金纳米棒一次分散液;
[0058](2)对所述金纳米棒一次分散液进行离心,其中离心速度为12000rpm/min,并往离心后的沉淀中加入十六烷基三甲基溴化铵,得到1ml的金纳米棒二次分散液,所述CTAB在所述金纳米棒二次分散液中的浓度为1.2mmol/L ;
[0059](3)将浓度为0.2mmol/L的(I 1-巯基^^一烷基)六(乙二醇)水溶液按1:2的比例与步骤(2)所得金纳米棒二次分散液混合,并在室温下过夜搅拌,得到金纳米棒三次分散液,其中,所述(11-巯基i^一烷基)六(乙二醇)在所述金纳米棒三次分散液中的浓度为 0.1mmol /I,;
[0060](4)将所述金纳米棒三次分散液进行离心浓缩至50倍,得到浓缩的金纳米棒三次分散液;
[0061](5)将浓缩的金纳米棒三次分散液滴到抛光的硅片上,采用溶剂蒸发法干燥,并将硅片水平静止在空气湿度为80%的环境,待基片表面液体自然干燥为止,得到金纳米棒阵列。
[0062]图1为本发明实施例1中步骤(I)制得的CTAB修饰的金纳米棒一次分散液的透射电镜图(TEM),从图1可以看出,所述金纳米棒的粒径比较均一,单分散性良好,棒长为65nm,其长径比为3.5。
[0063]图2为本发明实施例1中组装前后的金纳米棒的紫外-可见吸收光谱,图中的“自组装前金纳米棒”指的是CTAB修饰的金纳米棒一次分散液,“自组装后金纳米棒”指的是步骤(3)制得的金纳米棒三次分散液,从图2可以看出,“自组装前金纳米棒”的吸收峰主要集中在以810nm为中心的峰,在500nm左右的吸收峰极少,而自组装后的金纳米棒的吸收峰位于540nm、650nm左右,这可能是由于金纳米棒的主要表面修饰剂由CTAB变成了(11-巯基十一烷基)六(乙二醇),因此吸收峰会有移动。
[0064]图3为本发明实施例1制得的金纳米棒阵列的实物照片图,图3反映了该金纳米棒阵列的宏观形貌;图4为金纳米棒阵列的扫描电子显微镜图(SEM,俯视图),从图4可知,所述金纳米棒阵列的结构规整,该金纳米棒阵列是由平铺在基片表面的纵向紧密排列的金纳米棒构成,所述金纳米棒垂直于基片表面排列,金纳米棒的棒长为65nm,其长径比为
3.5,金纳米棒的棒间距为2nm。该金纳米棒阵列的结构有序、规整,能够作为SERS增强基底,其表面具有均匀分布的SERS “热点”。
[0065]应用实施例1
[0066]将上述实施例1制得的金纳米棒阵列用于SERS增强基底,用于检测孔雀石绿,具体为:
[0067]取实施例1步骤(5)制得的金纳米棒阵列,在该金纳米棒阵列表面滴5yL、10 6mol/L的孔雀石绿水溶液,待其干燥后,进行拉曼光谱测试。
[0068]拉曼测试所使用的激光波长为633nm,积分次数为I次。
[0069]同时为了突出本发明的效果,将同等浓度、未组装的金纳米棒也用作SERS基底,对10 6mol/L的孔雀石绿水溶液进行拉曼光谱测试。
[0070]拉曼测试的结果如图5所示:从图5可明显看出,当组装形成的金纳米棒阵列用于SERS基底(图5中a)时,具有很高的SERS活性,其增强倍数较未组装的金纳米棒(图5中b)约高5倍。
[0071]实施例2
[0072]—种金纳米棒阵列的制备方法,包括以下步骤:
[0073](I)利用金种子生长法制备十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰的金纳米棒的水溶液,具体如下:
[0074]在50mL的试管或烧杯中加入lmL、5mM的氯金酸溶液,取5mL、0.2M的CTAB水溶液加入其中,轻微搅拌,加入4.5mL超纯水,500 yL、0.1M的油酸钠溶液,250 μ L、4mM的硝酸银溶液,轻微搅拌,加入8 μ L、37%的浓盐酸,轻微搅拌,加入0.1M的抗环血酸56 μ L,轻微搅拌,待溶液变至无色,快速加入15 μ L、0.0lM的硼氢化钠溶液,在35°C恒温箱中静置2?3h,得到混合溶液;
[0075]并将上述混合溶液通过在12000rpm/min的转速下离心重悬2_3次(即离心、去上清液,再用1ml纯水分散),除去多余的反应残留物,得到浓度为0.6nmol/L的金纳米棒一次分散液;
[0076](2)对所述金纳米棒一次分散液进行离心,其中离心速度为8000rpm/min,并往离心后的沉淀中加入十六烷基三甲基溴化铵,得到1ml的金纳米棒二次分散液,所述CTAB在所述金纳米棒二次分散液中的浓度为2mmol/L ;
[0077](3)将浓度为0.4mmol/L的(I 1_巯基^^一烷基)六(乙二醇)水溶液按1:2的比例与步骤(2)所得金纳米棒二次分散液混合,并在室温下过夜搅拌,得到金纳米棒三次分散液,其中,所述(11-巯基i^一烷基)六(乙二醇)在所述金纳米棒三次分散液中的浓度为 0.2m
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