(Au-Probe)@SiO2單層納米粒子膜制備及表面增強拉曼光譜研究

劉 恪， 張晨杰， 徐敏敏， 姚建林

蘇州大學(xué)材料與化學(xué)化工學(xué)部， 江蘇 蘇州 215123

引 言

表面增強拉曼光譜(SERS)由于其高增強效應(yīng)和高選擇性， 在表面科學(xué)領(lǐng)域的研究中具有巨大優(yōu)勢， 在化學(xué)、 材料科學(xué)、 納米科學(xué)及生命科學(xué)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)和應(yīng)用研究中應(yīng)用廣泛， 如電催化[1]、 高分子材料[2]、 生物傳感器、 單分子檢測[3]等。 研究表明， 金屬基底的種類、 表面粗糙度、 表面形貌結(jié)構(gòu)、 粒子的大小及間距等因素均顯著影響SERS信號[4-6]。 表面等離激元共振(surface plasmons resonance, SPR)作為SERS信號的最主要貢獻(xiàn)者， 同時受基底狀態(tài)、 激發(fā)波長、 周圍環(huán)境等多種因素的影響[7-9]。 而SERS的應(yīng)用環(huán)境如空氣， 水、 有機溶劑等介質(zhì)也對檢測也產(chǎn)生重要影響。 因此， 有必要研究SERS效應(yīng)的影響。

迄今為止， 對影響基底增強效應(yīng)的多種因素已有廣泛研究， 然而對所處環(huán)境介質(zhì)的影響研究鮮有報道， 究其原因， 主要是大多數(shù)SERS基底的均勻性與重現(xiàn)性較差， 難以進(jìn)行橫向的對比， 進(jìn)而無法準(zhǔn)確、 靈敏地分析環(huán)境改變對SERS效應(yīng)的影響。

Li等[11]發(fā)明了殼層隔絕納米粒子增強拉曼光譜(shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy, SHINERS)， 將具有高SERS效應(yīng)的金或銀納米粒子表面包裹一層超薄致密無針孔的惰性SiO2或Al2O3殼層， 以殼層內(nèi)的金、 銀納米粒子為電磁場增強源。 作為一種非接觸模式， SHINERS模型避免了待測分子與SERS增強源間的直接接觸， 使結(jié)果更具真實性， 能準(zhǔn)確反映分子在目標(biāo)基底上的吸附行為[11]， SHINERS技術(shù)的出現(xiàn)再次將SERS的普適性、 靈活性和便捷性提升到新的高度， 這類基底若能進(jìn)行組裝， 則可望得到具有較好重現(xiàn)性的SERS基底。……