一种利用金银纳米球棒组装SERS基底检测2,3,7,8-TCDD的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用金银纳米球棒组装SERS基底检测2,3,7,8‑TCDD的方法，包括以下步骤：a.利用柠檬酸钠还原氯金酸的方法制备金纳米颗粒；b.使用倾斜角沉积的方法制备银纳米棒阵列；c.将步骤a制备的金纳米颗粒和步骤b制备的银纳米棒阵列组装制备SERS基底；基底由多个球棒结构单元构成，每个球棒结构单元均是以银纳米棒为载体，金纳米颗粒分散在银纳米棒周围的球棒结构；d.2,3,7,8‑TCDD定量检测。本发明专利技术制备过程简单、灵敏度高、增强效果显著、可修饰性及可重复性强、可大规模生产；能够有效发挥金纳米颗粒和银纳米棒的特性,而且能够使“热点”之间的相互藕合能力增强，从而大幅增强SERS效应,提高SERS检测的灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种利用金银纳米球棒组装SERS基底检测2,3,7,8-TCDD的方法
本专利技术涉及一种检测2,3,7,8-TCDD的方法，具体涉及一种利用金银纳米球棒组装SERS基底检测2,3,7,8-TCDD的方法。
技术介绍
2,3,7,8-四氯二苯并二恶英(2,3,7,8-TCDD)是一种具有剧毒性的持久性有机污染物二恶英类化合物的一种，它产生于各种工业生产过程并存在于空气，水，土壤和一些食物中。2,3,7,8-TCDD因为它具有极强的化学稳定性，在新陈代谢和自然环境中难降解，并且可以通过动物和人类的食物链聚集，它严重威胁人类健康和自然环境。许多分析方法已被用于测定2,3,7,8-TCDD，如高效液相色谱、气相色谱法和质谱法，但昂贵的设备仪器，耗时的样品制备和高度专业化的人员对于2,3,7,8-TCDD的快速检测具有一定局限性。近年来，表面增强拉曼光谱(SERS)通过激发局域表面等离子体激元放大电磁场，从而获得分子结构信息以及灵敏的检测限。SERS被广泛认为是一种快速便捷灵敏的分析工具，已经被应用于生物分析、食品安全、环境科学等多个领域。SERS的高灵敏度归因于贵金属结构附近的电磁场的巨大电磁增强。许多具有纳米级粗糙表面的贵金属结构可能在SERS探针和SERS活性基底之间出现SERS“热点”，从而产生强烈增强，SERS活性基底在检测灵敏度中起重要作用。目前，大多数的SERS基底通过复杂的物理或化学方法制备而成，没有通过已知的SERS增强机制设计。因此存在许多不可预知的SERS行为，影响了表面增强拉曼光谱技术在环境监测、生化检测和医药制备等领域的发展。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种利用金银纳米球棒组装SERS基底检测2,3,7,8-TCDD的方法，能够有效发挥金纳米颗粒和银纳米棒的特性,而且能够使“热点”之间的相互藕合能力增强，从而大幅增强SERS效应,提高SERS检测的灵敏度。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种利用金银纳米球棒组装SERS基底检测2,3,7,8-TCDD的方法，包括以下步骤：a.利用柠檬酸钠还原氯金酸的方法制备金纳米颗粒；b.使用倾斜角沉积的方法制备银纳米棒阵列；c.将步骤a制备的金纳米颗粒和步骤b制备的银纳米棒阵列组装制备SERS基底；基底由多个球棒结构单元构成，每个球棒结构单元均是以银纳米棒为载体，金纳米颗粒分散在银纳米棒周围的球棒结构；d.2,3,7,8-TCDD定量检测。进一步的，所述银纳米棒长度为990±50nm，直径为100±8nm，两相邻银纳米棒间隔为105±10nm；每个金纳米颗粒直径为60-80nm。进一步的，所述步骤a中：配置10ml质量分数为1％的柠檬酸钠水溶液，取4.8ml1％的氯金酸与100ml纯水混合加入到干净的烧杯中加热至沸腾，沿烧杯内壁缓慢加入10ml柠檬酸钠溶液，继续保持沸腾20min，放至室温冷却12h后得金纳米颗粒。进一步的，所述步骤b中：将玻璃片切割成0.8cm×0.8cm，加入乙醇在超声波清洗机中清洗5min，重复三次，然后氮气吹干，固定在沉积室中；在压力小于5×10-7Torr真空沉积室中，通过电子束蒸发，在清洗干净的玻璃片上先后以0.2nm/s和0.3nm/s的速度先后沉积一层钛薄膜和银薄膜，然后旋转样品台使得基底法线与沉积方向夹角为86°，通过电子束蒸发，以0.3nm/s的速度生长990nm厚的银纳米棒阵列。进一步的，所述步骤c中：制成的金纳米颗粒通过离心浓缩为原来的10倍，将金纳米颗粒与检测样品混合，然后转移到银纳米棒阵列表面，金纳米颗粒与银纳米棒充分结合形成动态SERS进行定量检测。进一步的，所述步骤d中：设置激光波长、功率、积分时间，对基底上被测物进行扫描，得到的表面增强拉曼光谱中某处特征峰不随被测物浓度改变而受到影响，此特征峰即可作为定量检测的参考峰。与现有技术相比本专利技术制备过程简单、灵敏度高、增强效果显著、可修饰性及可重复性强、可大规模生产；能够有效发挥金纳米颗粒和银纳米棒的特性,而且能够使“热点”之间的相互藕合能力增强，从而大幅增强SERS效应,提高SERS检测的灵敏度。附图说明图1是本专利技术金银纳米球棒组装SERS基底的制备和检测示意图；图2是本专利技术金银纳米球棒组装SERS基底检测纯品2,3,7,8-TCDD光谱图；图3是本专利技术金银纳米球棒组装SERS基底检测纯品2,3,7,8-TCDD浓度与强度工作曲线图；图4是本专利技术金银纳米球棒组装SERS基底检测河水中2,3,7,8-TCDD光谱图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步说明。下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，一种利用金银纳米球棒组装SERS基底检测2,3,7,8-TCDD的方法，包括以下步骤：a.利用柠檬酸钠还原氯金酸的方法制备金纳米颗粒；b.使用倾斜角沉积的方法制备银纳米棒阵列；c.将步骤a制备的金纳米颗粒和步骤b制备的银纳米棒阵列组装制备SERS基底；基底由多个球棒结构单元构成，每个球棒结构单元均是以银纳米棒为载体，金纳米颗粒分散在银纳米棒周围的球棒结构；d.2,3,7,8-TCDD定量检测。实施例1步骤一，准备金纳米颗粒，利用柠檬酸钠还原氯金酸的方法制备金纳米颗粒。准备10ml质量分数为1％的柠檬酸钠水溶液，取4.8ml1％的氯金酸加入100ml纯水中加热至沸腾。用胶头滴管吸取10ml1％柠檬酸钠溶液沿烧杯四周逐滴加入，继续保持微沸约20min，放至室温冷却12h后得可使用的直径为70nm的金纳米颗粒。步骤二，使用电子束蒸发沉积系统在干净的玻璃片上制备银纳米棒阵列。先后沉积一层钛薄膜和银薄膜，第三层银纳米棒长度为990nm，直径为100nm，两相邻银纳米棒间隔为105nm。步骤三，合成的金纳米颗粒通过离心浓缩为原来的10倍，金纳米颗粒与纯品2,3,7,8-TCDD检测样品混合得到待测液，然后转移到银纳米棒阵列表面，等到表面快干，金纳米颗粒与银纳米棒充分结合形成动态SERS“热点”时进行检测。步骤四，定量检测，激光波长为785nm、功率100mw、积分时间30s，对不同浓度的2,3,7,8-TCDD进行检测，得到一系列纯品2,3,7,8-TCDD表面增强拉曼光谱图，并确定其检出限。实施例2步骤一，准备金纳米颗粒，柠檬酸钠还原氯金酸的方法合成金纳米颗粒，配置10ml质量分数为1％的柠檬酸钠水溶液，取4.8ml1％的氯金酸加入100ml纯水中加热至沸腾。10ml1％柠檬酸钠溶液沿烧杯内壁逐滴加入。继续保持微沸约20min，室温冷却12h后得可使用的直径为70nm的金纳米颗粒。步骤二，使用电子束蒸发沉积系统在清洗之后的玻璃片上制备银纳米棒阵列。在清洗干净的玻璃片上先后以0.2nm/s和0.3nm/s的速度先后沉积一层钛薄膜和银薄膜，然后以0.3nm/s速度生长长度为990nm，直径为100nm，两相邻银纳米棒间隔为105nm。步骤三，离心浓缩合成的金纳米颗粒为原来的10倍浓度待用，通过向河水样品中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用金银纳米球棒组装SERS基底检测2,3,7,8‑TCDD的方法，其特征在于，包括以下步骤：a.利用柠檬酸钠还原氯金酸的方法制备金纳米颗粒；b.使用倾斜角沉积的方法制备银纳米棒阵列；c.将步骤a制备的金纳米颗粒和步骤b制备的银纳米棒阵列组装制备SERS基底；基底由多个球棒结构单元构成，每个球棒结构单元均是以银纳米棒为载体，金纳米颗粒分散在银纳米棒周围的球棒结构；d.2,3,7,8‑TCDD定量检测。

【技术特征摘要】
1.一种利用金银纳米球棒组装SERS基底检测2,3,7,8-TCDD的方法，其特征在于，包括以下步骤：a.利用柠檬酸钠还原氯金酸的方法制备金纳米颗粒；b.使用倾斜角沉积的方法制备银纳米棒阵列；c.将步骤a制备的金纳米颗粒和步骤b制备的银纳米棒阵列组装制备SERS基底；基底由多个球棒结构单元构成，每个球棒结构单元均是以银纳米棒为载体，金纳米颗粒分散在银纳米棒周围的球棒结构；d.2,3,7,8-TCDD定量检测。2.根据权利要求1所述的一种利用金银纳米球棒组装SERS基底检测2,3,7,8-TCDD的方法，其特征在于，所述银纳米棒长度为990±50nm，直径为100±8nm，两相邻银纳米棒间隔为105±10nm；每个金纳米颗粒直径为60-80nm。3.根据权利要求1所述的一种利用金银纳米球棒组装SERS基底检测2,3,7,8-TCDD的方法，其特征在于，所述步骤a中：配置10ml质量分数为1％的柠檬酸钠水溶液，取4.8ml1％的氯金酸与100ml纯水混合加入到干净的烧杯中加热至沸腾，沿烧杯内壁缓慢加入10ml柠檬酸钠溶液，继续保持沸腾20min，放至室温冷却12h后得金纳米颗粒。4.根据权利要求1所述的一种利用金银...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩彩芹，王稳，
申请(专利权)人：江苏师范大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32