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一种金纳米棒阵列及其制备方法和应用
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-10-13 09:41:54
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：天津市滨海新区| 门松 | 2022-10-30 11:15:13
本发明公开了一种金纳米棒阵列的制备方法，该方法包括：制备十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰的金纳米棒水溶液，并调整金纳米棒、CTAB的最终浓度分别为0.2-0.6nmol/L、0.5-2mmol/L，并加入巯基化合物搅拌，得到混合溶液，并使巯基化合物的最终浓度为0.01-0.2mmol/L，将上述混合溶液浓缩后滴到亲水性平面基片上，自然干燥后得到金纳米棒阵列。所述金纳米棒阵列的制备方法操作简单、条件温和，所制备的金纳米棒阵列结构规整，且为肉眼可见的毫米级别，其表面具有均匀分布的SERS“热点”，有利于其用作SERS增强基底。本发明还提供了一种金纳米棒阵列及其应用。
一种金纳米棒阵列的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备十六烷基三甲基溴化铵修饰的金纳米棒的水溶液，并通过离心、去上清液，再用纯水分散，得到浓度为0.2-0.6nmol/L的金纳米棒一次分散液；(2)对所述金纳米棒一次分散液进行离心，并往离心后的沉淀中加入十六烷基三甲基溴化铵，得到金纳米棒二次分散液，所述十六烷基三甲基溴化铵在所述金纳米棒二次分散液中的浓度为0.5-2mmol/L，金纳米棒在所述金纳米棒二次分散液中的浓度为0.2-0.6nmol；(3)向所述金纳米棒二次分散液中加入巯基化合物，得到金纳米棒三次分散液，然后将所述金纳米棒三次分散液在室温下过夜搅拌，其中，所述巯基化合物在所述金纳米棒三次分散液中的浓度为0.01-0.2mmol/L，所述巯基化合物包括(11-巯基十一烷基)六(乙二醇)；(4)将所述金纳米棒三次分散液进行离心浓缩，得到浓缩的金纳米棒三次分散液；(5)将浓缩的金纳米棒三次分散液滴到亲水性平面基片的表面，采用溶剂蒸发法干燥，得到金纳米棒阵列。
表面增强拉曼散射(SERS)效应可以将分子拉曼信号增强百万倍甚至更高倍，是很好的化学、生物检测方法。这种超高增强主要是依赖于SERS“热点”:它主要是由表面等离子体共振在作为基底的相邻贵金属纳米粒子在间隙等接触位置产生的具有极强局域电场的“点”。当检测分子吸附在“热点”位置时，其拉曼信号会得到极大增强。然而，由于检测体系内“热点”位置的随机分布，使得SERS检测技术的重现性受到限制。因此，制备一种“热点”分布均匀可控的SERS基底，在SERS技术的应用方面十分重要。
作为SERS增强基底的贵金属纳米材料中的一种，金纳米棒具有特殊的物理各向异性，如随着对金纳米棒长径比的调控，其固有等离子共振性质可以被调控。而金纳米棒通过自组装获得的组装体表现出比单个金纳米棒更优异的性能，如可调控的遮光度、彼此间等离子体共振耦合带来的集合特性等，这使得金纳米棒组装体在高灵敏传感器^nSERS)、光电设备等领域有广泛应用。
发明人：喻学锋;唐思莹;李泳;李鹏辉;郭志男
联系方式：0755-86392458
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本发明制备得到的金纳米棒阵列在作为SERS增强基底时，由于其表面具有均匀分布的SERS “热点”，不仅对待测物的增强能力高，而且检测的重现性也好。也将金纳米棒阵列用于食品分析、环境分析、药物分析、化学分析和生物分析等领域的表面增强拉曼散射(SERS)检测。所述金纳米棒阵列的结构规整，该金纳米棒阵列是由平铺在基片表面的纵向紧密排列的金纳米棒构成，所述金纳米棒垂直于基片表面排列，金纳米棒的棒长为65nm，其长径比为3.5，金纳米棒的棒间距为2nm。该金纳米棒阵列的结构有序、规整，能够作为SERS增强基底，其表面具有均匀分布的SERS “热点”。
技术合作
将浓缩的金纳米棒三次分散液滴到表面有二氧化硅层的石英片上，采用溶剂蒸发法干燥，即是将上述石英片水平静止在空气湿度为40 %的环境，待基片表面液体自然干燥，得到金纳米棒阵列。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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