[发明专利]一种经济型高精密表面增强拉曼活性基底的制造方法

摘要

本发明涉及一种经济型高精密表面增强拉曼活性基底的制造方法，包括初始准备、二氧化硅微球悬浮液的制备、表面阵列有序化单层二氧化硅表面活化基体制备、表面增强拉曼活性基底制备、拉曼基底检测等五个步骤，通过有机化学工艺进行二氧化硅微球的活化和表面氨基化，再通过简单自组装法制备阵列有序化二氧化硅单层表面活化基体，然后再溅身纳米金膜壳而最终获得。本发明经济性好、标准化程度高、工艺路线相对较差、适于工业化生产，表面拉曼增强、放大能力和识别能力强、可靠性高、稳定性好。

主权项

一种经济型高精密表面增强拉曼活性基底的制造方法，其特征在于包括以下步骤：1)初始准备①原材料准备：准备正硅酸乙酯、无水乙醇、氨水、若干硅片、磁控溅射用金靶材料、十六烷基三甲基溴化铵；②工装及辅材准备：准备若干玻璃容器、磁力搅拌子、搅拌设备、去离子水、厚度0.999mm‑1.001mm的憎水垫；③生产用设备准备：准备超声发生设备、磁控溅射设备、烘箱；④检测用设备准备：罗丹明溶液、拉曼信号激光检测仪；2)二氧化硅微球悬浮液的制备①将正硅酸乙酯与无水乙醇按1∶3.5‑5的体积比混合，搅拌均匀，然后将该混合液装在第一玻璃容器中；②将氨水与无水乙醇按1∶4‑5.5的体积比混合，搅拌均匀，然后将该混合液装在第二玻璃容器中；③将第一玻璃容器中的混合液以0.5滴/秒‑1.5滴/秒的滴速均匀滴入第二玻璃容器，同时启动搅拌设备，保持第二玻璃容器内液体保持500r/min‑800r/min的搅拌速度，滴加过程完结后再持续搅拌1.5h‑2h，获得待用混合液；④以0.5滴/秒‑1.5滴/秒的滴速在步骤③获得的待用混合液内均匀滴入体积为总溶液体积70％‑75％的正硅酸乙酯，保持第二玻璃容器内液体保持500r/min‑800r/min的搅拌速度，滴加过程完结后再持续搅拌1.5h‑2h，获得预制混合液；⑤将步骤④获得的预制混合液进行反复离心分离并过筛，至筛出直径范围为400nm‑420nm的二氧化硅微球；⑥将步骤⑤制备好的二氧化硅微球与去离子水以质量比1∶10‑20的比例混合，采用超声发生设备进行超声震荡25min‑35min制成颗粒悬浮液，将该颗粒悬浮液置于第三玻璃容器中，即获得所需二氧化硅微球悬浮液；3)表面阵列有序化单层二氧化硅表面活化基体制备①将0.1g的十六烷基三甲基溴化铵加入到装有20‑40mL去离子水的第四玻璃容器中进行反应，然后将2)中步骤⑥获得的二氧化硅微球悬浮液加入到装有十六烷基三甲基溴化铵的第四玻璃容器中进行反应，反应时间25min‑40min，得到表面活性剂修饰的二氧化硅微球悬浮液；②将步骤①中制备的表面活性剂修饰的二氧化硅微球悬浮液离心去掉多余的十六烷基三甲基溴化铵(离心力为2000g，离心时间为20min)后，采用超声发生设备，以100W的功率进行超声振动，振动时间0.5h‑1h，即获得所需二氧化硅表面活化基体悬浮液；③将两片硅片清洗洁净后堆放在一起，贴合面的一端内插入厚度0.999mm‑1.001mm的憎水垫，使得两洁净的硅片中间形成一个空气劈尖；④将步骤②获得的二氧化硅微球表面活化基体悬浮液用注射器抽取后注入到空气劈尖中，然后将在真空环境内自然干燥，即获得所需表面阵列有序化单层二氧化硅表面活化基体；4)表面增强拉曼活性基底制备①利用磁控溅射设备将金靶材溅射到3)中步骤④获得的表面阵列有序化单层二氧化硅表面活化基体表面，使之在微球阵列表面形成薄金膜壳履盖层，磁控溅射速度控制在12.5nm/min(我们这边薄膜的厚度主要通过改变磁控溅射时间来改变，所以只有时间改变方面的数据)，溅射时间为38秒‑96秒，薄金膜壳履盖层实得厚度为8nm‑20nm，即获得所需表面增强拉曼活性基底；5)拉曼基底检测①选取3‑5片4)中步骤①制备好的表面增强拉曼活性基底浸润到浓度为10‑7mol/L的罗丹明溶液中，均匀浸润后，再取出自然晾干；②对浸润有罗丹明分子的基底进行拉曼信号激光检测，采用的激光波长为633nm、激光功率为0.06mW；以采用500倍放大后能观察到该分子的极强拉曼特征峰为合格标准。