基于弹力收缩的SERS基底的制备方法、SERS基底及其检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于弹力收缩的SERS基底的制备方法、SERS基底及其检测方法，本发明专利技术利用弹性PDMS为衬底，在组装前先将PDMS进行双向拉伸，在拉伸的PDMS表面进行银纳米颗粒的饱和自组装后，释放拉力，通过衬底收缩并形成双向褶皱结构来进一步缩短银颗粒之间的间距，从而形成有效的热点。该衬底在使用过程中无需再进行拉伸来调控热点。除了收缩特性，PDMS还具有良好的柔性和透明性，本发明专利技术制备的基于PDMS的SERS基底可以直接贴附于任意形状固体被检测物的表面，进行快速、原位检测。原位检测。原位检测。

【技术实现步骤摘要】
基于弹力收缩的SERS基底的制备方法、SERS基底及其检测方法


[0001]本专利技术涉及拉曼光谱
，特别是涉及一种基于弹力收缩的SERS基底的制备方法、SERS基底及其检测方法。

技术介绍

[0002]目前，金银纳米结构间纳米级缝隙等“热点”结构的构建是获得高灵敏度SERS基底的主要手段。金、银胶体虽然制备简单，但容易发生团聚，导致其稳定性和重复性较差。金、银薄膜类SERS基底克服了这一问题。薄膜类基底的制备方法主要有自组装法、光刻法、电子束刻蚀法、纳米压印法等等。其中光刻法、电子束刻蚀法、纳米压印法虽然可以制备高均匀性、高重复性的SERS基底，但光刻法和纳米压印法需要用到昂贵的纳米结构模板、制备过程复杂，电子束刻蚀法仪器设备价格高昂，制备周期长。相较下，自组装法操作简单、成本较低。
[0003]另一方面，传统的薄膜类SERS基底以硬质材料，例如硅、玻璃等为衬底，对固体目标物进行检测时，需要对被检测分子进行溶解萃取，步骤繁琐，操作复杂，检测可靠性下降，且不能用于古董、文物等珍贵物品的检测。
[0004]银纳米颗粒在衬底表面进行自组装的过程中，由于胶体颗粒表面稳定剂的静电排斥或空间位阻作用，颗粒间距在达到饱和组装后难以进一步缩小，从而影响高效热点结构的构建。
[0005]因此，该问题有待解决。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于弹力收缩的SERS基底的制备方法、SERS基底及其检测方法，用以解决
技术介绍
中提及的技术问题。本专利技术针对这一问题，利用弹性PDMS为衬底，在组装前先将PDMS进行双向拉伸，在拉伸的PDMS表面进行银纳米颗粒的饱和自组装后，释放拉力，通过衬底收缩并形成双向褶皱结构来进一步缩短银颗粒之间的间距，从而形成有效的热点。该衬底在使用过程中无需再进行拉伸来调控热点。除了收缩特性，PDMS还具有良好的柔性和透明性，本专利技术制备的基于PDMS的SERS基底可以直接贴附于任意形状固体被检测物的表面，进行快速、原位检测。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种基于弹力收缩的SERS基底的制备方法，所述方法包括如下步骤：
[0009]步骤S1、制备银纳米颗粒；
[0010]步骤S2、制备PDMS衬底，其中，该PDMS衬底为通过将PDMS预聚体和固化剂进行混合固化之后得到的；
[0011]步骤S3、制备Ag/PDMS基底，其包括：首先将步骤S2中获得PDMS衬底进行双向拉伸，拉伸之后，然后基于步骤S1中得到的银纳米颗粒，在所述PDMS衬底的表面上进行银纳米颗
粒的饱和自组装，最后释放所述PDMS衬底的表面拉力，使其表面生成褶皱，并缩短银颗粒之间的间距，以形成热点结构。
[0012]进一步的，所述步骤S1包括：
[0013]步骤S101、将1mL质量百分含量为1％的硝酸银溶液与99mL去离子水混合，边搅拌边加热至100℃沸腾；
[0014]步骤S102、加入1mL质量百分含量为1％的柠檬酸三钠溶液，并且在搅拌状态下保持沸腾30min；
[0015]步骤S103、待冷却后用去离子水离心洗涤3遍，转速为6000rmp。
[0016]进一步的，所述步骤S2包括：
[0017]步骤S201、将PDMS预聚体和固化剂按质量比为10:1的比例混合均匀，且置于培养皿中；
[0018]步骤S202、抽真空30min后，在60℃下固化6h，得到厚度约为0.5mm的PDMS弹性薄膜；
[0019]步骤S203、将步骤S202中得到的PDMS弹性薄膜，裁剪成1cm
×
1cm的小片。
[0020]进一步的，所述步骤S3包括：
[0021]步骤S301、将步骤S2中获得PDMS衬底进行双向拉伸至一定的形变量，再利用氧等离子体处理3min，用以在PDMS表面生成硬质层；
[0022]步骤S302、通过在PDMS表面滴加1％的PDDA溶液，使得该PDMS表面带正电，30min后用去离子水冲去PDMS表面未吸附的PDDA分子；
[0023]步骤S303、在所述PDMS衬底的表面滴加步骤S1中制备的Ag胶，并且使得银纳米颗粒自组装达到饱和；
[0024]步骤S304、释放拉力，使得所述弹性衬底收缩，得到所述SERS基底。
[0025]进一步的，所述双向拉伸至一定的形变量，其具体为双向拉伸30％。
[0026]进一步的，所述使得银纳米颗粒自组装达到饱和，其自组装时间为120min。
[0027]一种基于弹力收缩的SERS基底，所述的基于弹力收缩的SERS基底，由上述的任一一种制备方法制备得到。
[0028]一种基于SERS基底的检测方法，所述检测方法包括：采用由上述的任一所述的制备方法制备得到SERS基底，将其置于待检物体表面，进行原位检测。
[0029]本专利技术的有益效果是：
[0030]1、本专利技术利用了弹性薄膜的弹性形变恢复能力，其制备过程简单、成本低廉，得到的SERS基底具有柔性和透明性，可实现原位检测，使用方便，应用范围广。
[0031]2、本专利技术在已经“拉伸”的弹性衬底表面进行自组装，并通过氧等离子体处理使表面生成硬质层(这样在收缩的时候会生成褶皱结构)，然后通过收缩和生成褶皱结构来缩短Ag之间的间距从而提高基底的灵敏度。
附图说明
[0032]图1为实施例1中提供的借助弹力收缩制备Ag/PDMS基底的流程示意图
[0033]图2为实施例1中提供的在自组装时间为60min的情况下，得到的Ag/PDMS基底形貌图，其中，图2a表示为在未拉伸的情况下得到的Ag/PDMS基底形貌图，图2b表示为在双向拉
伸30％情况下得到的g/PDMS基底形貌图；
[0034]图3为实施例1中提供的在双向拉伸30％且自组装时间为120min情况下得到的Ag/PDMS基底形貌图；
[0035]图4为实施例1中针对未拉伸和双向拉伸30％条件下制备的Ag/PDMS基底的SERS活性随组装时间的变化示意图；
[0036]图5为实施例1中针对在双向拉伸30％、且组装时间为120min制备的Ag/PDMS基底的拉曼光谱，其中，图5a表示在该Ag/PDMS基底10个不同位置处测得的结晶紫拉曼光谱，图5b表示该基底在0.5mm
×
0.5mm范围内的拉曼成像图；
[0037]图6为实施例1中提供的在双向拉伸30％、且组装时间为120min制备的Ag/PDMS基底，其检测效果示意图，其中，图6a表示为含10
‑3‑
10
‑8M三环唑的牛奶在该Ag/PDMS基底表面的SERS光谱，图6b表示三环唑1083cm
‑1的拉曼峰强度和其浓度对数之间的线性关系；
[0038]图7为实施例1中提供的在双向拉伸30％、且组装时间为120min制备的Ag/PDMS基底，其测得的峰强及SER本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于弹力收缩的SERS基底的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S1、制备银纳米颗粒；步骤S2、制备PDMS衬底，其中，该PDMS衬底为通过将PDMS预聚体和固化剂进行混合固化之后得到的；步骤S3、制备Ag/PDMS基底，其包括：首先将步骤S2中获得PDMS衬底进行双向拉伸，拉伸之后，然后基于步骤S1中得到的银纳米颗粒，在所述PDMS衬底的表面上进行银纳米颗粒的饱和自组装，最后释放所述PDMS衬底的表面拉力，使其表面生成褶皱，并缩短银颗粒之间的间距，以形成热点结构。2.根据权利要求1所述的一种基于弹力收缩的SERS基底的制备方法，其特征在于，所述步骤S1包括：步骤S101、将1mL质量百分含量为1％的硝酸银溶液与99mL去离子水混合，边搅拌边加热至100℃沸腾；步骤S102、加入1mL质量百分含量为1％的柠檬酸三钠溶液，并且在搅拌状态下保持沸腾30min；步骤S103、待冷却后用去离子水离心洗涤3遍，转速为6000rmp。3.根据权利要求2所述的一种基于弹力收缩的SERS基底的制备方法，其特征在于，所述步骤S2包括：步骤S201、将PDMS预聚体和固化剂按质量比为10:1的比例混合均匀，且置于培养皿中；步骤S202、抽真空30min后，在60℃下固化6h，得到厚度约为0.5mm的PDMS弹性薄膜；步骤S203、将步骤S202中得到的PDMS弹性薄膜，裁剪成1cm

【专利技术属性】
技术研发人员：王超男，卫永坤，沈希龙，何川，周子强，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：