本发明专利技术涉及一种核‑卫星型金银复合纳米SERS基底及其制备方法。该颗粒由四层结构复合而成，由里到外依次为：金纳米粒子核心、磷脂双层、垂直于金纳米粒子核心的金纳米棒阵列、原位生长在金纳米棒阵列外侧短径端面的银纳米颗粒。制备方法：制备金纳米粒子核心，然后使磷脂双层吸附在金纳米粒子核心上，其次在磷脂双分子层上原位生长金纳米棒阵列，最后用巯基分子修饰金纳米棒阵列长径端面，用抗坏血酸还原硝酸银的方法在金纳米棒阵列外侧短径端面原位生长银纳米颗粒。该核‑卫星型金银复合纳米SERS基底制备方法简单易行、产物的形貌与粒径可控。
【技术实现步骤摘要】
一种核-卫星型金银复合纳米SERS基底及其制备方法
本专利技术涉及纳米材料学和分析化学领域，具体涉及一种核-卫星型金银复合纳米SERS基底及其制备方法。
技术介绍
由于工业色素具有色泽鲜亮、不易褪色等特点，其已被不法分子使用在食品添加剂中代替食用色素，但长期超量使用可严重危害人类健康。目前，表面增强拉曼散射（SERS）技术在食品色素安全监测领域受到了前所未有的重视。不仅因为其拉曼光谱特征性强，通过与标准光谱比对，可快速定性待测物的组成，和拉曼测试无损快速（小于10秒），所需样品量少，无需复杂试样的前处理等优势，更在于贵金属纳米粒子可使分子的拉曼信号最大提高数千倍，超高的检测灵敏度使其在色素的痕量分析中显示了巨大的应用潜力。其中，贵金属纳米粒子的形貌对这种超高的检测灵敏度具有决定性影响。近年来，金银复合结构纳米颗粒在SERS研究中被广泛关注，主要有如下原因：（1）金银复合纳米颗粒不但具有纳米金高的稳定性特点，也具有纳米银高的SERS增强能力优点；（2）金银复合纳米颗粒在其形状、尺寸和表面形貌的控制方面比单独的纳米金或银具有更大的灵活性；（3）金银复合纳米颗粒的等离子共振吸收峰（SPR）可以容易地调制到适合的位置来获得最大的SERS增强能力。目前的金银复合纳米颗粒主要是通过原位生长法在纳米金的表面包裹一层银纳米层，或者是通过中间连接物在纳米金上自组装一定数量的银纳米颗粒。前者形成银在纳米金上连续均匀生长的银包金纳米颗粒，这种颗粒表面光滑，SERS增强能力较弱；后者金的表面能形成不连续的纳米银颗粒，产生了核—卫星型的纳米结构，由于纳米颗粒间隙能形成很强的局域电磁场（SERS“热点”），其能产生较好的SERS增强效应。但是，这种方式制备的复合粒子中，存在如下缺点：（1）银纳米颗粒的数量与间距很难精确控制，会严重影响其形貌均匀性与SERS增强能力；（2）这种自组装的合成过程中将不可避免的导致一些银纳米颗粒不能与金粒子链接，从而产生银纳米颗粒的浪费和最后分离困难、产率低及结构差异大等问题；最近出现了少数报道，通过原位生长的方法在纳米金的表面连接物（如二氧化硅）上形成不连续的银纳米颗粒，这种方法合成的核—卫星型金银复合纳米颗粒具有形貌均匀、产率高等优点，但这种结构内部只能形成金纳米粒子核心与银纳米颗粒卫星间的2DSERS热点，其增强能力仍有限。综上所述，开发高结构均匀度和高SERS活性的新型金银复合纳米颗粒对食品中违禁色素的检测很有必要。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供一种核-卫星型金银复合纳米SERS基底及其制备方法。该颗粒具备高SERS活性。本专利技术提供一种核-卫星型金银复合纳米SERS基底的制备方法，步骤包括：1）采用种子生长法合成直径为20—400nm金纳米粒子核心；2）以磷脂为原料经薄膜分散法获得2—10mg/ml的脂质体，所述脂质体直径为50—500nm；3）将步骤2）的脂质体与步骤1）的金纳米粒子混合24h，得到磷脂双层吸附的金纳米球；4）取步骤3）获得的磷脂双层吸附的金纳米球，温和搅拌下依次加入所述磷脂双层吸附的金纳米球的1/25至1/5体积的0.01mol/L抗坏血酸、与抗坏血酸相同体积的2.5mmol/L氯金酸溶液，得到金纳米棒阵列，所述金纳米棒的长径为5-50nm；5）将浓度为10-5—10-3mol/L的巯基分子与步骤4）获得的金纳米棒阵列混合6h，温和搅拌下依次加入金纳米棒阵列1/50至1/5体积的0.01mol/LAgNO3、与AgNO3相同体积的0.01mol/L抗坏血酸、金纳米棒阵列1/250至1/25体积的2.8%氨水，即得核-卫星型金银复合纳米SERS基底。进一步的，步骤2）中所述磷脂为二月桂酰基卵磷脂，1-棕榈酰基-2-油酰基卵磷脂,二油酰基卵磷脂,二油酰磷脂酰乙醇胺中的一种或者几种混合。进一步的，步骤3）中所述脂质体与金纳米粒子核心的体积比2：1—5：1。进一步的，所述的巯基分子为巯基乙胺、半胱氨酸、苯硫酚、二硫苯酚、4-硝基苯硫酚、4-氨基苯硫酚、巯基苯甲酸、烷硫醇、1，4-苯二硫醇中的一种。本专利技术还提供一种核-卫星型金银复合纳米SERS基底，所述核-卫星型金银复合纳米SERS基底由四层结构复合而成，由内向外分别为：金纳米粒子核心、磷脂双层、垂直于金纳米粒子核心的金纳米棒阵列、银纳米颗粒。本专利技术还提供一种核-卫星型金银复合纳米SERS基底作为SERS纳米光学探针或SERS增强基底在分析检测与生物标记中的应用。有益效果：1.本专利技术采用原位生长的方法，在纳米金外生成不连续的银纳米颗粒，不但银纳米颗粒间距与大小可控，而且合成的核-卫星型金银复合纳米SERS基底粒径与形貌均一，重现性与分散性好。2.本专利技术合成的核-卫星型金银复合纳米SERS基底中金纳米粒子核心、金纳米棒阵列、银纳米颗粒间能形成超强的3DSERS热点结构，相较于传统的2D结构，其具有优异的SERS增强能力，其作为SERS增强基底材料具有广泛的应用前景。3.本专利技术合成的核-卫星型金银复合纳米SERS基底的SERS光谱性质可以调控。通过改变本专利技术中使用的巯基分子种类，既可以合成自身具有拉曼信号的SERS纳米光学探针，也可以合成自身无拉曼信号背景，适合用于违禁色素等待测物分析的高灵敏SERS基底颗粒。4.本专利技术的核-卫星型金银复合纳米SERS基底合成过程简便、产率大、无副产物、便于规模化生产。附图说明图1为本专利技术实施例1的制备核-卫星型金银复合纳米SERS基底示意图。图2为本专利技术实施例1的70-80nm金纳米球核心外生长了金纳米棒阵列的扫描电镜图。图3为本专利技术实施例1的核-卫星型金银复合纳米SERS基底扫描电镜图。图4为本专利技术实施例2的核-卫星型金银复合纳米SERS基底扫描电镜图。图5为本专利技术的SERS图。其中图5A为实施例1合成的核-卫星型金银复合纳米SERS基底SERS图；图5B为实施例2合成的核-卫星型金银复合纳米SERS基底SERS图；图5C为实施例1中步骤（4）所制备的核—卫星结构金纳米粒子SERS图；图5D为实施例1中步骤（1）所制备的1ml的70-80nm金纳米球SERS图。图6为本专利技术对比例1中的不使用巯基分子保护直接合成的金银复合纳米颗粒扫描电镜图。图7为本专利技术实施例1的金银复合纳米颗粒和对比例1的金银复合纳米颗粒的SERS增强能力比较图。其中图7A代表本专利技术实施例1的金银复合纳米颗粒；图7B代表对比例1的金银复合纳米颗粒。图8为本专利技术应用例1的以实施例1合成的120-130nm金银复合纳米颗粒对以结晶紫、孔雀石绿、罗丹明6G为代表的食品违禁工业色素的拉曼检测图。其中8A代表结晶紫，8B代表孔雀石绿，8C代表罗丹明6G，8D代表巯基乙胺合成的核—卫星型金银复合纳米颗粒。图9为本专利技术实施例3、实施例4、实施例5的以4-硝基苯硫酚，4-氨基苯硫酚，1，4-苯二硫醇合成的核—卫星型金银复合纳米颗粒纳米光学探针的拉曼图。其中9A代表4-硝基苯硫酚，9B代表1，4-苯二硫醇，9C代表4-氨基苯硫酚。具体实施方式以下实施将结合附图对本专利技术做进一步说明。实施例1一种120-130nm核-卫星型金银复合纳米SERS基底的制备方法，步骤包括：以70-80nm的金纳米球作为金纳米粒子核心，以蛋黄磷脂作为磷脂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种核‑卫星型金银复合纳米SERS基底的制备方法，其特征在于，步骤包括：1）采用种子生长法合成直径为20—400 nm金纳米粒子核心；2）以磷脂为原料经薄膜分散法获得2—10 mg/ml的脂质体，所述脂质体直径为50—500 nm；3）将步骤2）的脂质体与步骤1）的金纳米粒子混合24 h，得到磷脂双层吸附的金纳米球；4）取步骤3）获得的磷脂双层吸附的金纳米球，温和搅拌下依次加入所述磷脂双层吸附的金纳米球的1/25至1/5体积的0.01 mol/L 抗坏血酸、与抗坏血酸相同体积的2.5 mmol/L氯金酸溶液，得到金纳米棒阵列，所述金纳米棒的长径为5‑50 nm；5）将浓度为10‑5—10‑3 mol/L的巯基分子与步骤4）获得的金纳米棒阵列混合6 h，温和搅拌下依次加入金纳米棒阵列1/50至1/5体积的0.01 mol/L AgNO3、与AgNO3相同体积的0.01 mol/L抗坏血酸、金纳米棒阵列1/250至1/25体积的2.8%氨水，即得核‑卫星型金银复合纳米SERS基底。
【技术特征摘要】
1.一种核-卫星型金银复合纳米SERS基底的制备方法，其特征在于，步骤包括：1）采用种子生长法合成直径为20—400nm金纳米粒子核心；2）以磷脂为原料经薄膜分散法获得2—10mg/ml的脂质体，所述脂质体直径为50—500nm；3）将步骤2）的脂质体与步骤1）的金纳米粒子混合24h，得到磷脂双层吸附的金纳米球；4）取步骤3）获得的磷脂双层吸附的金纳米球，温和搅拌下依次加入所述磷脂双层吸附的金纳米球的1/25至1/5体积的0.01mol/L抗坏血酸、与抗坏血酸相同体积的2.5mmol/L氯金酸溶液，得到金纳米棒阵列，所述金纳米棒的长径为5-50nm；5）将浓度为10-5—10-3mol/L的巯基分子与步骤4）获得的金纳米棒阵列混合6h，温和搅拌下依次加入金纳米棒阵列1/50至1/5体积的0.01mol/LAgNO3、与AgNO3相同体积的0.01mol/L抗坏血酸、金纳米棒阵列1/250至1/25体积的2.8%氨水，即得核-卫星型金银复合纳米SERS基底。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述磷脂为二月...
【专利技术属性】
技术研发人员：王运庆，梅荣超，陈令新，
申请(专利权)人：中国科学院烟台海岸带研究所，
类型：发明
国别省市：山东,37
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