CN109813697A - 液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法 - Google Patents
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Abstract
现有技术的表面增强拉曼光谱检测过程中，往往难以形成有效的三维空间热点，导致信号的稳定性和灵敏性难以得到保证，可靠性不好。本发明涉及分析检测方法，特别是涉及一种表面增强拉曼光谱检测方法，公开了一种基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，包括以下步骤：将难挥发且分子散射截面小的液体与含有待测目标分子的金属纳米粒子溶胶混合，然后进行拉曼光谱检测。本发明通过对金属纳米粒子溶胶进行液体调控，构筑长时间高稳定的空间热点，提高检测的稳定性、重复性及灵敏性。
Description
技术领域
本发明涉及分析检测技术领域，尤其涉及一种基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法。
背景技术
表面增强拉曼光谱(SERS)信号的稳定性和灵敏性研究是当今科学界关注的热点和难点，设计并制作出具有最大增强的SERS基底成为该领域主要的研究兴趣。总体来讲，热点的产生通常运用自下而上(Bottom-up)和自上而下(Top-down)两种纳米制造策略，通过这两种策略构筑二维或者三维的热点。
尽管如此，SERS基底还存在明显的弊端，即SERS基底完全依赖于纳米材料的结构，包括：贵金属颗粒的相对位置、颗粒的大小、颗粒的间距、颗粒自身的形貌等。同时多热点的三维空间结构的SERS基底的研制，都得采用自上而下和自下而上联用的方法，费时费事，需要多种仪器设备。即使这样，控制合成稳定多热点SERS基底的方法也并不成熟，控制合成具有特定形貌的空间纳米结构仍具有较大的随意性。即使部分三维纳米结构SERS基底具有相应的空间结构，但仍没有形成有效的三维空间热点。
现有的SERS检测方式主要分为两种：一是干法，即将待测物滴加基底上，或将基底浸泡一段时间后拿出晾干，然后进行检测，该方法最大的特点是灵敏性较高，但不稳定，可靠性不好，一是由于基底本身的不均匀性，另一点是在检测过程中容易产生光化学反应，基底本身容易失活；另一种是湿法，即将纳米溶胶和待测物混合，在湿态情况下进行检测，由于形成不了热点，灵敏性低，很难实现稳定痕量检测。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，通过构建长时间高稳定空间热点，从而实现表面增强拉曼光谱检测的稳定性、重复性与灵敏性，而且简单易行。
本发明提出的一种基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，包括以下步骤：将难挥发且分子散射截面小的液体与含有待测目标分子的金属纳米粒子溶胶混合，然后进行拉曼光谱检测。
优选地，难挥发且分子散射截面小的液体与含有待测目标分子的金属纳米粒子溶胶的体积比为1-5：1。
优选地，难挥发且分子散射截面小的液体的质量分数为10-60％。
优选地，难挥发且分子散射截面小的液体为丙三醇、乙二醇、聚氨酯中至少一种。
优选地，金属纳米粒子为金纳米粒子、银纳米粒子或铜纳米粒子。
优选地，难挥发且分子散射截面小的液体与含有待测目标分子的金属纳米粒子溶胶混合时的温度为室温。
优选地，拉曼光谱检测过程中，激发光波长为532nm、633nm或785nm。
本发明在金属纳米粒子溶胶的挥发过程中，通过加入一些难挥发且散射截面小的液体，实现对金属纳米粒子的液体调控，减慢其挥发速率，纳米粒子运动的无序性与纳米粒子的间隙缩小的必然性共同导致长时间高稳定空间热点形成，从而利用空间热点效应，结合待测目标分子在该体系热点区域的***，从而保证检测的稳定性、重复性与灵敏性。
本发明提出了长时间高稳定空间热点构思，在溶剂的挥发过程中，加入难挥发且散射截面小的液体，溶胶体积缩小，纳米粒子的间隙逐渐变小，空间热点逐渐形成，并朝着更高效的热点发展且保持一段时间。在无序中调控有序热点，有望解决目前SERS检测过程中高稳定性、高重现性和超灵敏性不能兼顾的问题。
附图说明
图1为实施例1中银纳米颗粒与待测目标分子节球藻毒素分子混合检测SERS谱图。
图2为实施例1中丙三醇与含有待测目标分子节球藻毒素的纳米银粒子溶胶等比例混合检测SERS谱图。
图3为实施例1中银纳米颗粒与待测目标分子节球藻毒素分子混合检测1000cm-1特征峰处SERS时间mapping谱图。
图4为实施例1中丙三醇与含有待测目标分子节球藻毒素的纳米银粒子溶胶等比例混合检测1000cm-1特征峰处SERS时间mapping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
一种基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，具体步骤如下：将质量分数为10％的丙三醇与含有待测目标分子节球藻毒素的纳米银粒子溶胶混合按体积比为1：1室温混合得到混合溶液，取2μL混合溶液滴在硅片上，在532nm激发光波长下利用拉曼光谱仪进行检测，如图1-4所示，其中图1为银纳米颗粒与待测目标分子节球藻毒素分子混合检测SERS谱图，图2为丙三醇与含有待测目标分子节球藻毒素的纳米银粒子溶胶等比例混合检测SERS谱图，图3为银纳米颗粒与待测目标分子节球藻毒素分子混合检测1000cm-1特征峰处SERS时间mapping谱图，图4为丙三醇与含有待测目标分子节球藻毒素的纳米银粒子溶胶等比例混合检测1000cm-1特征峰处SERS时间mapping谱图。
由图1和图2对比可知：采用丙三醇实现对纳米银离子的液体调控之后，形成空间热点效应，相同条件下对同一浓度节球藻毒素进行检测，检测信号提高了三倍，保证检测的灵敏性。
由图3和图4对比可知：采用丙三醇实现对纳米银粒子的液体调控，减慢其挥发速率，形成长时间高稳定的空间热点，从而利用空间热点效应，结合节球藻毒素分子在该体系热点区域的***，从而保证检测的稳定性、重复性与灵敏性。
实施例2
一种基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，具体步骤如下：将质量分数为10％的乙二醇与含有待测目标分子节球藻毒素的纳米银粒子溶胶混合按体积比为1：1室温混合得到混合溶液，取2μL混合溶液滴在硅片上，在532nm激发光波长下利用拉曼光谱仪进行检测。
实施例3
一种基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，具体步骤如下：将质量分数为20％的聚氨酯与含有待测目标分子节球藻毒素的纳米银粒子溶胶混合按体积比为1：1室温混合得到混合溶液，取2μL混合溶液滴在硅片上，在532nm激发光波长下利用拉曼光谱仪进行检测。
实施例4
一种基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，具体步骤如下：将质量分数为60％的聚氨酯与含有待测目标分子节球藻毒素的纳米银粒子溶胶混合按体积比为5：1室温混合得到混合溶液，取2μL混合溶液滴在硅片上，在532nm激发光波长下利用拉曼光谱仪进行检测。
实施例5
一种基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，具体步骤如下：将质量分数为40％的丙三醇与含有待测目标分子节球藻毒素的金纳米粒子溶胶混合按体积比为3：1室温混合得到混合溶液，取2μL混合溶液滴在硅片上，在633nm激发光波长下利用拉曼光谱仪进行检测。
实施例6
一种基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，具体步骤如下：将质量分数为30％的丙三醇与含有待测目标分子节球藻毒素的铜纳米粒子溶胶混合按体积比为2：1室温混合得到混合溶液，取2μL混合溶液滴在硅片上，在785nm激发光波长下利用拉曼光谱仪进行检测。
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。
Claims (7)
1.一种基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，包括以下步骤：将难挥发且分子散射截面小的液体与含有待测目标分子的金属纳米粒子溶胶混合，然后进行拉曼光谱检测。
2.根据权利要求1所述基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，难挥发且分子散射截面小的液体与含有待测目标分子的金属纳米粒子溶胶的体积比为1-5：1。
3.根据权利要求1或2所述基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，难挥发且分子散射截面小的液体的质量分数为10-60％。
4.根据权利要求1-3任一项所述基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，难挥发且分子散射截面小的液体为丙三醇、乙二醇、聚氨酯中至少一种。
5.根据权利要求1-4任一项所述基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，金属纳米粒子为金纳米粒子、银纳米粒子或铜纳米粒子。
6.根据权利要求1-5任一项所述基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，难挥发且分子散射截面小的液体与含有待测目标分子的金属纳米粒子溶胶混合时的温度为室温。
7.根据权利要求1-6任一项所述基于液体调控纳米间隙的空间热点表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，拉曼光谱检测过程中，激发光波长为532nm、633nm或785nm。
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