金纳米双锥阵列基底及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种金纳米双锥阵列基底及其制备方法和应用，所述金纳米双锥阵列基底包括基片以及装载于所述基片表面、由金纳米双锥组装形成的薄膜，所述金纳米双锥的表面修饰有亲水性配体和疏水性配体。所述金纳米双锥阵列基底的拉曼信号强，对环丙沙星的选择性高，可检测待测样品中痕量的环丙沙星，应用前景好。应用前景好。应用前景好。

【技术实现步骤摘要】
金纳米双锥阵列基底及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及表面增强拉曼散射基底
，特别是涉及一种金纳米双锥阵列基底及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]环丙沙星(CIP)属于第三代喹诺酮类抗菌药，具有抗菌活性强，毒性低且不易产生耐药性等优点，因此成为广泛使用的抗生素之一。目前，用于CIP的定性定量检测的方法包括紫外
‑
可见光分光光度法、荧光法、毛细管电泳、微乳液电动色谱法、高效液相色谱法及其联用技术，虽然这些方法具有各自的优势，但都存在一定的局限性，例如仪器成本高、检测耗时长、样品需经过复杂的前处理过程等。
[0003]表面增强拉曼散射法(SERS)作为一种新型的光谱检测分析技术，具有灵敏度高、操作简单，可对待测物质进行现场、快速、无损、在线分析检测等优点。但现有技术的SERS基底的灵敏度和重现性无法满足应用要求，很难应用于痕量环丙沙星的检测。

技术实现思路

[0004]针对现有技术问题，本专利技术提供了一种简单的金纳米双锥(AuNBPs)阵列基底及其制备方法和应用，所述金纳米双锥阵列基底具有显著的SERS信号，并成功应用于样品中痕量环丙沙星的检测。
[0005]本专利技术提供的AuNBPs阵列基底，包括基片以及装载于所述基片表面、由AuNBPs组装形成的薄膜，所述AuNBPs的表面修饰有带有巯基的亲水性配体和疏水性配体。
[0006]在表面增强拉曼散射(SERS)中，当两个或几个等离子体(纳米粒子)之间的距离足够近时，电磁场发生耦合产生“热点”效应，使周围材料或目标分子的拉曼信号增强。
[0007]本专利技术中，AuNBPs阵列基底上AuNBPs的紧密排列程度决定了其近场耦合中热点的密集程度，而排列的效果主要受到AuNBPs的尺寸、形状、各金锥的间距等的影响。通过选择合适的配体分子分别修饰金纳米双锥，从而调节金锥之间的范德华力、静电相互作用以及金锥的亲疏水作用，一方面保证Au NBPs阵列的规整度，另一方面配体修饰完成后因表面配体的长度可以调节金锥之间的间距，因此使阵列结构中的金锥排列更紧密。
[0008]规整度指各AuNBPs的排列具有相同的取向，选择带有巯基的亲水性配体和疏水性配体共同修饰AuNBPs的表面，一方面有利于降低AuNBPs之间的静电斥力，增强之间的范德华力，使AuNBPs的肩并肩的组装方式远多于头对头的组装方式；另一方面疏水性配体使得AuNBPs与水相的表面张力增加，亲水性配体与油相的表面张力增加，从而使垂直于界面的取向成为体系自由能更低的构象，提高紧密排列的规整度。
[0009]AuNBPs的离子性质在很大程度上依赖于其物理性质，如尺寸和长径比，具有横向和纵向等离子共振模式，其中横向等离子共振波长取决于AuNBPs的直径，并且只能在相当窄的光谱范围内变化，而纵向等离子共振波长在一定范围内与长径比呈线性关系。本专利技术采用的AuNBPs的直径为17～23nm，长径比(AuNBPs的最大长度与直径的比值)为4～5，具有
良好的光学特性和单分散性，能够为制备Au NBPs阵列基底提供良好的原料基础。
[0010]可选的，所述亲水性配体为聚乙二醇甲醚巯基、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；所述疏水性配体为十六烷硫醇、聚苯乙烯、十二烷硫醇中的至少一种。
[0011]优选的，所述亲水性配体为聚乙二醇甲醚巯基(PEG
‑
SH)，所述疏水性配体为十六烷硫醇(C
16
‑
SH)。由于配体带有巯基，相比于CTAB，巯基与金有更强的相互作用，可形成牢固的Au
‑
S键，而且聚乙二醇甲醚巯基和十六烷硫醇的分子量相差较小，有利于在AuNBPs表面形成规整的包裹层。
[0012]表面修饰有亲水性配体和疏水性配体的金纳米双锥的电位为10～20mV。电位影响AuNBPs对分子的静电吸附选择性，该电位范围内的AuNBPs对环丙沙星有良好的选择性，有效减少其他干扰素的影响。
[0013]基片主要的作用是固定和支撑薄膜，使薄膜能够平展开，保证检测的均匀性和重现性。基片的类型有很多，可以为硅片、铜网、聚二甲基硅氧烷基片中的一种。
[0014]本专利技术还提供了Au NBPs阵列基底的制备方法，包括以下步骤：
[0015]步骤S100，利用亲水性配体和疏水性配体对AuNBPs进行表面修饰；
[0016]步骤S200，将修饰后AuNBPs的水溶液与油相混合，自组装形成AuNBPs薄膜；
[0017]步骤S300，将所述AuNBPs薄膜装载在基片上，得到所述AuNBPs阵列基底。
[0018]步骤S100中，AuNBPs是根据种子生长法合成的，表面被十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)所包裹，胺基暴露在外使其表面带有正电荷；若混合溶液中CTAB的浓度过高，会导致配体交换困难，因此，实际操作时，需适当稀释CTAB的浓度，一般要求CTAB浓度在1～10mM。在加入亲水性配体和疏水性配体前，为了防止两种配体在水中发生沉淀，在混合溶液中引入异丙醇，一方面可提升两种配体的溶解性，另一方面异丙醇可以破坏CTAB所形成的胶束，使CTAB越容易脱离AuNBPs表面，促进配体分子高效置换原始AuNBPs表面的CTAB。
[0019]步骤S100中，加入亲水性配体和疏水性配体，与AuNBPs表面的CTAB修饰进行配体交换，所述AuNBPs、亲水性配体和疏水性配体三者的摩尔比为1：104～106：104～106，一方面使修饰后的AuNBPs具有良好的选择性，另一方面保证AuNBPs在油
‑
水界面的取向有序自组装。
[0020]优选的，所述AuNBPs、亲水性配体和疏水性配体三者的摩尔比为1:105:105。
[0021]可选的，步骤S100中，所述配体交换时间为6～10h，基本能实现配体的完全置换。
[0022]配体交换往往会引发AuNBPs表面电荷的变化，通过测试电位变化可验证配体交换是否成功；亦可通过SERS检测特征峰Au
‑
Br的信号变化来验证配体交换结果。
[0023]步骤S200中，需将交换配体后的AuNBPs进行离心、洗涤并分散于水中，得到AuNBPs水溶液，主要目的是去除置换出的CTAB、多余的亲水性配体和疏水性配体，然后加入油相，形成油
‑
水界面，以便于AuNBPs进行自组装。
[0024]可选的，所述AuNBPs水溶液的浓度为1～5nM。
[0025]可选的，所述油相为正癸烷、环己烷、碳酸二甲酯和1H,1H,2H,2H
‑
全氟十二烷硫醇中的一种。
[0026]本专利技术还公开了所述AuNBPs阵列基底在检测环丙沙星(CIP)中的应用，将待测样品滴加于所述AuNBPs阵列基底上，干燥后进行SERS检测，即可完成测试，操作简单，方便快捷。由于AuNBPs阵列基底对环丙沙星具有良好的吸附选择性和优异的灵敏度，因此，能够用
于痕量环丙沙星的定性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.金纳米双锥阵列基底，包括基片以及装载于所述基片表面、由金纳米双锥组装形成的薄膜，其特征在于，所述金纳米双锥的表面修饰有亲水性配体和疏水性配体。2.根据权利要求1所述的金纳米双锥阵列基底，其特征在于，所述金纳米双锥的直径为17～23nm，长经比为4～5。3.根据权利要求1所述的金纳米双锥阵列基底，其特征在于，所述亲水性配体为聚乙二醇甲醚巯基、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；所述疏水性配体为十六烷硫醇、聚苯乙烯、十二烷硫醇中的至少一种。4.根据权利要求1所述的金纳米双锥阵列基底，其特征在于，表面修饰有亲水性配体和疏水性配体的金纳米双锥的电位为10～20mV。5.根据权利要求1所述的金纳米双锥阵列基底，其特征在于，所述基片为硅片、铜网、聚二甲基硅氧烷基片中的一种。6.根据权利要求1所述的金纳米双锥阵列基底的制备方法，其特征在于，包...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚媛媛，郭隆华，王悦靓，陈丽芬，林露，林丙永，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：