金、银纳米复合材料基底的SERS检测中的应用
SERS基底在物质检测方面的应用

SERS基底在物质检测方面的应用张煜欣;李悦【摘要】The use of surface enhanced Raman scattering of material for detection of paid attention to by more and more researchers and existing patent document display surface enhanced Raman scattering technique has been able to successfully applied in food,environmental pollutants,drugs,explosives,biological molecules substancedetection,according to the detection of molecules and the substrate metal nanoparticles adsorption relationship,directly use the basement of molecular detection or modification of the substrate of molecules were detected using different substances.Surface enhanced Raman scattering technique in detection of material has great potential,in the existing technology has a large number of documents reported success in food, environmental pollutants,drugs,explosives, biological molecules were detected by SERS technique.%运用表面增强拉曼散射技术对物质进行检测的研究得到越来越多研究学者的关注,现有的专利文件显示表面增强拉曼散射技术已经能够成功应用于食品、环境污染物、毒品、爆炸物、生物分子等物质的检测,根据检测分子与基底金属纳米粒子吸附关系,选择直接运用基底对分子进行检测或者使用不同的物质对基底进行修饰后对分子进行检测.【期刊名称】《电子测试》【年(卷),期】2016(000)017【总页数】2页(P50-51)【关键词】表面增强拉曼散射;检测;基底;修饰【作者】张煜欣;李悦【作者单位】国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心光电技术发明审查部,湖北武汉,430070;国家知识产权局专利局专利审查协作湖北中心光电技术发明审查部,湖北武汉,430070【正文语种】中文表面增强拉曼散射(SERS)技术在物质检测存在着巨大的潜力,在现有技术中已有大量文件报道利用SERS技术成功对食品、环境污染物、毒品、爆炸物、生物分子等进行检测。
基于SERS柔性基底对苹果表面福美双的检测

基于SERS柔性基底对苹果表面福美双的检测SERS技术(表面增强拉曼散射技术)是一种新型的分析技术,具有高灵敏度、高选择性和非常低的检测限制。
它可以在很小的样本体积下检测到微量的分子,因此在食品安全领域得到了广泛的应用。
苹果是一种常见的水果,但是在其表面可能存在着福美双等有害物质,如果能够利用SERS技术对其进行快速检测,将有助于提高食品安全水平。
SERS技术是基于表面增强效应的。
当激光照射到金属纳米颗粒表面时,由于金属表面的等离子体共振现象,会产生强烈的局部电场,从而使样品分子的振动模式产生大幅度增强的拉曼散射信号。
这种信号可以用来分析样品中微量分子的成分和浓度。
在苹果表面福美双的检测中,SERS技术可以通过将金属纳米颗粒包覆在柔性基底上来实现。
柔性基底可以适应苹果的曲面,从而保证样品与金属纳米颗粒之间的接触面积最大化,并且可以减小样品表面与外界环境的接触,从而降低干扰信号的产生。
同时,柔性基底还可以提高样品的稳定性和可重复性,从而更好地保证检测结果的准确性。
在实际操作中,首先需要将苹果表面清洗干净,并将柔性基底放置在苹果表面上。
然后将金属纳米颗粒溶液滴在柔性基底上,并等待其干燥。
接着使用激光器照射样品,并记录其拉曼光谱信号。
通过比对不同样品的拉曼光谱信号,可以确定样品中是否存在福美双等有害物质,并且确定其浓度。
SERS技术在苹果表面福美双等有害物质检测中具有很大的优势。
首先,它可以实现快速检测,一般只需几分钟即可得到结果。
其次,SERS技术具有高灵敏度和高选择性,可以检测到非常微小的福美双浓度。
最后,SERS技术还可以实现无损检测,不会对样品造成任何损伤。
然而,在实际应用中还存在一些问题需要解决。
首先,SERS技术需要使用复杂的仪器设备和专业的操作人员,成本较高。
其次,SERS技术对样品的处理要求较高,需要保证样品表面干净并且与金属纳米颗粒之间充分接触。
最后,SERS技术还需要建立起一套完整的标准化检测流程和数据处理方法。
1、新颖纳米结构表面增强拉曼光谱(SERS)基底的制备及应用

以上制备得到的SERS基底可用来对痕量物质的检测,如低浓度三聚氰胺、对巯基苯甲 酸(4-MBA)等。本实验收集拉曼光谱的显微共聚焦拉曼光谱仪可供学生亲自动手操 作。
2、新颖纳米结构磁性材料的制备及应用
新颖结构的纳米功能材料的设计合成与性能表征 1、新颖纳米结构表面增强拉曼光谱(SERS)基底的要包括两部分: 1. Ag颗粒表面增强拉曼光谱基底的制备
通过控制反应溶液的浓度和添加酸的种类,可以制备得到表面具有不同精细纳米结 构的微米级Ag颗粒(花状、绒球状等),这种较大尺寸的单个Ag颗粒在显微共聚焦拉 曼光谱仪下可以做为独立的SERS基底。 2. 贵金属-导电聚合物纳米复合材料SERS基底的制备
利用Fe3O4纳米粒子的吸附性能,对一些指示剂迚行吸附。探讨不同尺寸和形貌的 粒子的吸附性能。
以上制备得到的纳米结构磁性材料还可以用来制备吸波材料以及油水分离材料。本实验 检测样品磁性的振动样品磁强计可供学生亲自动手操作。
新颖纳米结构磁性材料的制备主要包括两部分: 1. Fe3O4纳米粒子的制备
以铁盐为前驱体(FeCl3·6H2O、FeCl2·4H2O、FeSO4和Fe(C5H5)2等),加入适量的 表面活性剂(PVP、聚乙烯基乙二醇等),采用水热法,通过调节温度和表面活性剂的 用量等因素,合成不同尺寸、不同形貌的Fe3O4磁性纳米粒子。 2. Fe3O4磁性粒子的应用-吸附
SERS光学传感器在环境检测中的应用

SERS光学传感器在环境检测中的应用随着工业化和城市化进程的不断加速,环境问题越来越受到人们的关注。
如何准确、快速地监测环境中的有害物质成为了一个迫切的问题。
近年来,表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,简称SERS)光学传感器得到广泛关注,并且在环境检测领域展现出巨大的潜力。
SERS技术是将被测物质置于特殊的金属纳米结构表面上,通过激光照射产生的表面等离子共振效应增强物质的拉曼散射信号。
通过对拉曼散射光谱进行分析,可以获得被测物质的结构、组成以及浓度等信息。
相较于传统的检测方法,SERS光学传感器具有高灵敏度、高选择性、非破坏性和实时检测等优势,因此在环境监测中具有广泛的应用前景。
首先,SERS光学传感器在水体中的应用展现出巨大潜力。
水是生命之源,其污染会对人类和生态系统造成严重影响。
传统的水质检测方法需要耗费大量时间和成本。
然而,利用SERS技术可以通过纳米金属结构增强水中微量有机物、无机物、重金属离子等的拉曼光谱信号,从而快速鉴定水质成分。
这种高灵敏度的检测手段可以帮助监测水源、饮用水和工业废水中的污染物,实现对水质的快速、准确的评估和监测。
其次,SERS光学传感器在空气中有害气体检测中也具备巨大的潜力。
随着人们对空气质量的关注不断加大,对空气中有害气体的监测需求也日益增长。
SERS技术可以结合有机官聚物材料和纳米金属结构,构建高灵敏度、高选择性的气体传感器。
这些传感器可以检测空气中的有害气体,如苯系化合物、甲醛、二氧化硫和氮氧化物等。
与常规的有害气体检测方法相比,SERS光学传感器具有快速响应、低采样量的优势,为空气质量监测提供了新的解决方案。
此外,SERS光学传感器还可以应用于土壤环境的监测和分析。
土壤质量与农作物的生长和人类健康息息相关。
利用SERS技术可以实时监测土壤中的有机质和重金属等物质的含量。
同时,通过结合机器学习算法,可以建立土壤中有害物质的预测模型,为农业生产和土壤修复提供科学依据。
SERS活性磁性纳米复合材料制备及其在肿瘤蛋白标志物检测中的应用研究

SERS活性磁性纳米复合材料制备及其在肿瘤蛋白标志物检测中的应用研究随着现代医学的发展,大量研究证明肿瘤的产生和发展过程中都伴随着一些特定蛋白质的出现或者含量变化,检测肿瘤标志蛋白及其含量有望对肿瘤实现早期诊断。
表面增强拉曼散射(SERS)用于蛋白质检测是蛋白质检测学与SERS技术相结合的新型检测技术,在生物医学检测领域表现出巨大的应用潜力。
基于三明治结构的SERS免疫检测是常用的一种基于SERS技术的蛋白质检测方法,基本组成部分有免疫检测基底、待检测蛋白、SERS免疫检测探针。
近年来,磁性纳米材料在生物样品的分离提纯方面表现出了突出的优势,是理想的免疫基底材料。
本论文中我们可控制备了Fe3O4@SiO2@Au核壳结构这一兼具磁性和SERS活性的纳米材料,并进一步构建得到免疫检测基底,结合花状金纳米颗粒构建的SERS免疫探针,实现了对肿瘤标志蛋白CEA、NSE的高灵敏联合免疫检测。
主要研究内容如下:(1)可控制备复合SERS增强性能的磁性纳米材料首先采用共沉积法制备了Fe3O4磁性纳米颗粒,随后对纳米颗粒进行二氧化硅包壳,制备Fe3O4@SiO2核壳型纳米结构,通过控制正硅酸乙酯的加入剂量调控了Fe3O4@SiO2的壳厚和包覆磁性颗粒粒子数,并进一步吸附金种子后生长了一层SERS活性金纳米壳,制备得到复合SERS增强性能的磁性纳米材料Fe3O4@SiO2@Au。
(2)基于SERS活性磁性纳米颗粒开展肿瘤标志蛋白检测选择磁性和结构俱佳、SERS性能优异的Fe3O4@SiO2@Au,经表面修饰特定抗体构建得到用于捕获待检测蛋白的免疫检测基底,同时制备了具有优异SERS增强性能的花状金纳米颗粒并构建了SERS免疫检测探针。
免疫识别后形成三明治结构复合物,利用外加磁场,实施检测样品的分离与富集,分别对human-IgG和肿瘤标志蛋白CEA实现了高灵敏、特异性检测。
(3)肿瘤标志蛋白联合检测为实现双元肿瘤蛋白标志物的联合检测,我们基于Fe3O4@SiO2@Au材料,设计并构建了能够同时特异性捕获肿瘤标志物CEA和NSE的磁性免疫基底,并分别构建了用于检测CEA和NSE的高灵敏SERS探针,开展并实现了对两种肿瘤标志蛋白的低浓度、特异性联合检测。
《基于氧化石墨烯与金纳米棒复合基底的SERS性能检测研究》范文

《基于氧化石墨烯与金纳米棒复合基底的SERS性能检测研究》篇一一、引言表面增强拉曼散射(SERS)技术是一种用于检测和分析材料表面分子振动特性的强大工具。
随着纳米科技的飞速发展,利用纳米材料作为SERS基底已经成为研究的热点。
本文重点研究了基于氧化石墨烯与金纳米棒复合基底的SERS性能检测,通过实验和理论分析,深入探讨了该复合基底在SERS检测中的优势和应用前景。
二、材料与方法1. 材料准备本实验所需材料包括氧化石墨烯、金纳米棒以及相应的制备试剂和待测分子。
其中,金纳米棒的制备采用经典的种子生长法,氧化石墨烯通过化学还原法制备。
2. 基底制备首先,制备氧化石墨烯溶液,然后将金纳米棒分散在氧化石墨烯溶液中,通过控制溶液的pH值和温度,得到氧化石墨烯与金纳米棒的复合基底。
3. SERS性能检测将待测分子吸附在复合基底上,利用拉曼光谱仪进行SERS 性能检测。
通过改变激发波长、功率等参数,观察并记录SERS 信号的变化。
三、实验结果与分析1. 复合基底的表征通过扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对复合基底进行表征,观察到金纳米棒均匀地分布在氧化石墨烯表面,形成了良好的复合结构。
2. SERS性能检测结果实验结果显示,基于氧化石墨烯与金纳米棒复合基底的SERS性能具有显著的增强效果。
在相同条件下,与单独使用金纳米棒或氧化石墨烯作为基底相比,复合基底的SERS信号强度明显提高。
此外,该复合基底还具有较好的稳定性和重复性。
3. 影响因素分析通过对实验数据的分析,发现激发波长、功率以及基底表面的粗糙度等因素对SERS性能具有重要影响。
在优化这些参数后,可以进一步提高复合基底的SERS性能。
四、讨论与展望本实验研究了基于氧化石墨烯与金纳米棒复合基底的SERS 性能检测,结果表明该复合基底具有显著的增强效果和较好的稳定性。
这主要归因于氧化石墨烯和金纳米棒之间的相互作用以及它们各自的优异性能。
具体来说:首先,氧化石墨烯具有良好的导电性和较大的比表面积,可以有效地吸附待测分子并提高分子的拉曼散射截面。
纳米纤维可控修饰银纳米晶体及其SERS应用研究

纳米纤维可控修饰银纳米晶体及其SERS应用研究刘杨秀,贾朋,潘凯*摘要近年来,表面增强拉曼散射(SERS)已经发展成为一种高效的单分子检测手段,随着其越来越广泛的应用,人们对SERS基底的要求也越来越高。
本文介绍了课题组采用原位生长法、静电组装法、组装生长法等在静电纺丝纳米纤维表面修饰银纳米晶体,制备高性能3D纳米纤维SERS基底的系列工作。
主要介绍了如何对纳米纤维表面银晶体的形貌、密度、大小进行调控,从而获得具备最优性能的SERS基底。
此外,还对静电纺丝纳米纤维用于SERS基底的制备进行了展望。
1.前言在贵金属(金、银、铜等)的粗糙表面上,探针分子的拉曼散射信号会增大104-106,这种特殊的现象被称作为表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Spectroscopy,简称为SERS)。
SERS的灵敏度远远大于常规的拉曼散射,一些常规拉曼散射无法获得的分子信息能够被SERS所检测。
由于其优越的性能,SERS具有非常广泛的应用,近些年在食品安全、生物、医学、环境监测、检测和监测化工生产等领域得到了蓬勃的发展[1-8]。
SERS基底有很多种类,如贵金属溶胶、贵金属粒子聚合体、金属薄板、2D平板复合材料、石墨烯及复合材料、半导体基复合材料和纳米纤维基复合材料等,每种基底都有各自的特点。
在这些基底中,纳米纤维具有更多的优势[9,10],如能够连续制备、多孔结构、大的比表面积等,尤其是多孔结构和大比表面积能够为基底提供更多的吸附位点[11],吸附更多的探针分子,因此能够提高拉曼信号,进而提高基底的灵敏性。
目前报道较多的纳米纤维SERS基底主要包括静电纺丝法制备包裹型的复合纳米纤维和球形贵金属负载在纳米纤维表面的复合纳米纤维。
静电纺丝制备的复合纳米纤维虽然方法简单、便于操作,但是包裹在贵金属表面的聚合物分子会对探针分子的吸附产生很大的阻力,不利于SERS性能。
同时,静电纺丝制备的纳米纤维需要在探针分子溶剂中发生溶胀,才能够使探针分子与贵金属结合,大大限制了其使用范围。
sers基底及其制备方法

sers基底及其制备方法SERS基底及其制备方法引言:表面增强拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,简称SERS)是一种高灵敏度的光谱分析技术,可以检测微量分子。
SERS 基底是实现SERS效应的关键元素之一,其制备方法对于提高SERS 信号强度和稳定性具有重要意义。
本文将介绍SERS基底的概念、制备方法和应用前景。
一、SERS基底的概念SERS基底是一种具有高增强效果的表面,能够将散射光信号增强数千倍甚至更高。
SERS基底通常由金属纳米颗粒、金属纳米结构阵列或金属纳米薄膜构成。
这些金属结构能够产生电磁场增强效应和化学增强效应,从而提高待测物分子的拉曼散射信号。
二、SERS基底的制备方法1. 化学合成法化学合成法是制备SERS基底的常用方法之一。
通过控制反应条件和添加适当的表面活性剂,可以合成具有规则形状和尺寸的金属纳米颗粒。
常用的金属包括银、金、铜等。
合成的金属纳米颗粒可以通过自组装等方法制备成具有高度有序排列的结构,从而实现更高的SERS增强效果。
2. 电化学方法电化学方法是另一种常用的制备SERS基底的方法。
利用电化学沉积技术可以在电极表面生成金属纳米颗粒或薄膜。
通过调节电解液成分和电位,可以控制金属纳米颗粒的形貌和尺寸,进而调节SERS信号的增强效果。
3. 纳米压印法纳米压印法是一种高效、简便的制备SERS基底的方法。
通过制备金属纳米结构的模板,然后将模板与基底表面接触,通过压印的方式将金属纳米结构转移到基底上。
这种方法可以制备出大面积、高度有序的SERS基底,具有较高的信号增强效果。
三、SERS基底的应用前景SERS基底作为一种高灵敏度的光谱分析平台,具有广泛的应用前景。
在生物医学领域,SERS基底可以用于检测和分析生物分子,如蛋白质、核酸和细胞等,具有极高的灵敏度和选择性。
在环境监测领域,SERS基底可以用于检测微量有机污染物和重金属离子,具有快速、准确的优点。
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《近代分子光谱法》课程论文 化学化工学院 张卓磊 MG1324086 基于金、银纳米复合材料基底在SERS检测中的应用
Application of the gold, silver nano composite material in SERS detection
摘要: 本文介绍了拉曼光谱发展的历程,简略描述了拉曼光谱的增强机理,根据机理引出了运用纳米技术来增强拉曼信号的纳米材料的制备。在纳米粒子中,金银有序金属纳米壳结构,特别是有序的空心纳米壳和大孔结构,它兼有光子晶体和纳米金属外壳的光学性质,引起了国内外学者们的广泛关注。本文介绍了有序纳米金属外壳材料的制备方法和步骤,主要包括胶体晶体模板的制备、所需的金属外壳的制备,胶体晶体模板拆除这三个步骤,并对每一步的方法和特征进行了描述,且介绍了其在SERS的应用进行了相关介绍。最后展望了这种材料未来的研究方向的前景。
Abstract This paper introduces the development course of Raman spectroscopy, and briefly describes the mechanism of enhanced Raman spectroscopy,so as referance to prepare nano material by using nanotechnology . With gold and silver nanoparticles, ordered nano metal shell structure especially the optical properties of nanometer hollow shell orderly and macroporous structure with photonic crystal and nano metal shell, atracted the great attention all over the would. In this paper, we introduce the method and main processes of fabricating these metal structure which mainly includes preparation of colloidal crystal templates, colloidal crystal template removal of these three steps, methods and characteristics of each step are but not least,we introduce its introduced in the SERS application. Finally, the future research direction of the material prospect.
关键字:金属纳米壳 有序阵列 大孔结构 SERS Key word metal nanoshells ; rdered arrays ; macroporous
nanostructure ; photonic crystal
1.拉曼光谱学简介 拉曼光谱的发展历程 光散射是自然界中一种常见的自然现象。1928年,印度物理学家Raman在用水银灯照射苯液体研究苯的光散射时发现,散射光中除了与入射光相同频率的光以外,还存在与入射光频率不同的光且其强度极弱[1]。前者是已知的瑞利散射光,称为瑞利(Rayleigh)效应,而后者是新发现的散射光,这种散射光与入射光频率不同的现象为拉曼散射效应,拉曼散射效应是光子与散射物质的分子之间发生非弹性碰撞,使得入射光子的能量和动量发生改变,引起的散射光子中携带有散射物质分子结构的信息,主要是分子振动和转动信息,因此利用拉曼光谱可以获取物质分子结构中的信息。
SERS SERS的诞生 常规Raman的致命问题在于强度很低。对此一般的解决方案有二:其一,增加入射激发光强,其二,调谐入射光频至散射体的共振吸收带上,利用共振时的强烈吸收。这两点预示了SERS的诞生。早期拉曼光谱研究主要集中于寻找更好的激励光源"人们发现了不同元素的光源,例如氦、秘、铅、锌等。但是由于这些光源强度较弱,都不令人满意[2]。英国科学家Fleischmann等研究人员[3]首次于1974年在粗糙银电极表面上观察到单 层吡啶分子的强拉曼散射信号,当时他并没有意识到这是一种新的物理现象。Van Duyne[4]等用理论及实验证明了这种现象是一种表面增强效应之后,很多研究者开始研究表面增强拉曼光谱(Surface Enhanced Raman Spectroscopy, 简称 SERS)。研究发现除电化学粗糙的银电极表面具有拉曼增强效应以外,其他方法制出的粗糙银表面及其他金属胶体表面也观测出了相当强的SERS增强效应。此后,SERS在材料科学、表面科学和生物科等各个领域中得到了广泛的应用。
SERS 的增强机理 关于SERS的增强机理目前并不是十分明确。研究者们提出了许多可能的模型来解释SERS的增强机理,其中包括物理增强和化学增强模型。物理增强模型认为金属表面的局域电场增强而产生SERS效应;化学增强则认为SERS效应是源于分子极化率的改变。每两种增强机理的模型都可以解释部分实验事实,但同时又会与其他一些实验结果有矛盾。而今最常见的看法就是这两种增强机理对SERS是同时起作用的,只是它们对SERS效应的产生的相对影响视实验的体系不同而不同。
SERS基底 分子所吸附基底的表面形态是SERS效应能否发生和SERS信号强弱的重要因素。因此SERS基底的制备一直是领域的研究热点。性能优良的基底应具备制备简单、使用方便、增强因子高和重复性好等特点。 2.纳米材料简介 纳米材料概述 纳米材料是近年来化学物理学科的前沿研究领域,也是材料学科中重要的研究领域;在各种纳米材料中,贵金属纳米材料是纳米科技领域中最富活力的学科分支之一,其独特的物理化学性能,被广泛地应用于集成电路、信息传感、催化、医用生物、新能源等其它领域;随着纳米材料制备方法的日益成熟,可以获得各种形貌尺寸的纳米粒子,其应用范围将更为广泛。 纳米材料是指晶粒尺寸在纳米级的超细材料,它的微粒尺寸一般为1~100nm.纳米材料按其结构形态可以分为四种: 零维纳米材料:主要是纳米颗粒、原子簇等; 一维纳米材料:一维方向上是纳米级,如纳米丝; 二维纳米材料:在二维空间方向上处于纳米量级上,如纳米管、量子线等; 三维纳米材料:在空间三维方向上均为纳米尺度,如纳米晶体材料及超晶格。
发展概述 80年代中期,德国科学家及其合作者首次制得纳米块体材料并对其各种物性进行了系统的研究,从此纳米材料作为一种具有全新结构的材料引起了广泛的关注,形成了纳米材料学科。 1990年以前,人们的研究视野仅局限于单一材料,人们通过尝试各种手段制备纳米颗粒,探索纳米材料颗粒不同于常规材料的特殊性能。 1990年到1994年,人们关注的焦点转为制备纳米复合材料,寻找纳米结构独特的物理化学特性。 1994年至今,纳米科学技术研究的新热点是纳米组装体系和人工组装合成的纳米结构。这种体系是以纳米颗粒、纳米丝和纳米管为基本单位,在二维和三维空间组装排列成具有纳米结构的体系,纳米颗粒、纳米丝和纳米管可以有序或是无序地排列于其中。 纳米结构组装体系将是未来纳米科学技术研究的前沿主导方向。
纳米技术应用于基底制备 纳米技术为SERS的发展提供了一个好的方案。利用纳米技术制备的基底为数众多,主要有,纳米尺度的粗糙表面(如粗糙的金、银膜等)或颗粒体系,如金银纳米粒、纳米星。纳米棒、纳米立方体等。它们具有异常的光学增强现象,可将吸附在材料表面的分子的拉曼信号增强106倍,对特殊的纳米级粒子形成分布的基底表面信号的增强度甚至可达1014倍。
SERS基底的制备及其发展 电化学氧化还原循环粗糙的金属电极 在金属膜或电极上获得亚微米尺寸的表面粗糙度将有可能得到SERS信号。例如在氧化还原过程中,光诱导的铜电极表面形貌的变化,将会进一步产生十倍的 SERS增强能力[5]。
金属溶胶 为了改进灵敏性,响应时间和动力学范畴,研究领域人们自然而然地将研究体系扩展到了银水溶胶体系上。由于可以通过化学、热、光诱导还原金属盐来制备金属溶剂,所以金属胶体被广泛地用于SERS研究。 金属胶体还具有容易操作处理、尺寸均匀、在理论计算方面更理想的形貌等优点。但此文中不作详述。
具有固体支持基片的SERS基底 使用金属溶胶作为SERS基底有容易聚集和沉淀的缺点。为了获得稳定性好、重复性好且容易制备和使用的基底,最常用的方法是把溶胶粒子固定到支持基片表面。 一种方法是将溶胶直接滴到清洁的载体(如玻璃、石墨等)上,待溶剂挥发后即形成胶体粒子膜,这种方法制备的SERS基底重复性好、增强能力高[6]。 另一种方法是以滤纸作为支撑,将制备好的金属溶胶分散到上面,并借助滤纸将胶体粒子固定,这样既能克服了胶体的不稳定性,又能充分利用胶体粒子的增强能力[7]。 还有一种方法是将金属胶体粒子固定到稳定的惰性载体中,常用的载体是二氧化硅凝胶薄膜,可以将制备好的胶体与二氧化硅溶胶混合生成含有溶胶粒子的薄膜,溶剂挥发后形成二氧化硅干凝胶薄膜[8]。 化学沉积反应,如银镜反应也常用来在支撑基底上制备纳米尺度的金属结构[9]。还可以用刻蚀方法获得的纳米硅针尖阵列[10]或硅纳米线上沉积银纳米粒子制
备SERS基底,借助于支持基底结构的优点,这种基底具有较好的稳定性和可重复性。 总之,相对于金属的水溶胶体系,在支持基底上制备的纳米结构有稳定性好、增强能力强和可重复性好的优点。
有序的 SERS 基底 以上的方法制备的SERS基底表面纳米颗粒的尺度分布比较宽,且大部分基底的粒子都是无序排列的,这种无序的基底不适合理论模拟。为了便于理论模拟制备粒子排列可控、间距可调的SERS 基底是SERS领域中重要的发展方向。例如Liao等人早在1981年就报道了用平板印刷方法制备有序的SERS基底[11]热处理后的薄银岛膜作为刻蚀掩模,得到了有序排列的锥形二氧化硅点阵列,然后在上面蒸镀了一层银膜,制备出了均匀排列的孤立银粒子阵列,得到了107倍的拉曼信号增强。 随着纳米制备技术的发展,制备有序的SERS基底发展成为非常有活力的方向。