金纳米粒子簇的制备及表面增强拉曼光谱

doi:10.7503/cjcu20180467

高等学校化学学报 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (9): 1875.doi: 10.7503/cjcu20180467

金纳米粒子簇的制备及表面增强拉曼光谱

冯微¹, 王博蔚², 郑艳¹, 姜洋¹()

1. 吉林大学中日联谊医院, 长春 130012
2. 吉林大学第二医院, 长春 130021

收稿日期:2018-06-29 出版日期:2018-09-07 发布日期:2018-08-03
作者简介:
联系人简介: 姜洋, 男, 博士, 教授, 博士生导师, 主要从事胃肠道肿瘤的免疫治疗及肿瘤的拉曼光谱分析方面的研究. E-mail: jiangyang@jlu.edu.cn
基金资助:
吉林省教育厅项目(批准号: 2016449)、吉林省科技厅国际合作项目(批准号: 20160414047GH)和吉林省经济结构战略调整引导资金项目(批准号: 2015Y032)资助.

Preparation and Surface-enhanced Raman Scattering(SERS) of Single Au Nanodot^†

FENG Wei¹, WANG Bowei², ZHENG Yan¹, JIANG Yang^1,^*()

1. China-Japan Union Hospital of Jilin University, Changchun 130012, China
2. The Second Hospital of Jilin University, Changchun 130021, China

Received:2018-06-29 Online:2018-09-07 Published:2018-08-03
Contact: JIANG Yang E-mail:jiangyang@jlu.edu.cn
Supported by:
? Supported by the Project of the Education Department of Jilin Province, China(No.2016?449), the International Cooperation Project of the Department of Science and Technology of Jilin Province, China(No.20160414047GH) and the Project for the Strategic Adjustment Guidance of Economic Structure of Jilin Province, China(No.2015Y032).

摘要/Abstract

摘要：

建立了一种简单新颖的表面增强拉曼散射(SERS)基底制备方法. 首先根据激光光束直径大小制备了与其相匹配的胶体微球阵列模板, 再对模板进行等离子体刻蚀, 然后采用金蒸汽进行气相沉积, 最后将胶体微球剥离其基板, 在微球的表面得到“单”金纳米粒子簇. 胶体微球为直径2.6 μm的聚苯乙烯微球, 金纳米粒子直径平均约为300 nm, 采用原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对其进行了表征, 并测试了其SERS光谱. 测试结果表明, 金的拉曼增强因子能够达到10⁶.

关键词: 金纳米粒子簇, 表面增强拉曼光谱, 聚苯乙烯微球

Abstract:

A novel and simple approach that combines both the character of laser beam and the size of the sphere array template was designed and the SERS study was carried out on “single” Au nanodot. The Au nanodots were deposited on the polystyrene sphere with a diameter of 2.6 μm. The nanodot has a diameter of ca. 300 nm which was characterized by means of atomic force microscope(AFM) and scanning electron microscope(SEM). The Raman enhancement factor for Au is on the order of 10⁶.

Key words: Gold nanoparticles, Surface enhanced Raman spectroscopy, Polystyrene microsphere

中图分类号:

O614
O647

TrendMD:

冯微, 王博蔚, 郑艳, 姜洋. 金纳米粒子簇的制备及表面增强拉曼光谱. 高等学校化学学报, 2018, 39(9): 1875.

FENG Wei,WANG Bowei,ZHENG Yan,JIANG Yang. Preparation and Surface-enhanced Raman Scattering(SERS) of Single Au Nanodot^†. Chem. J. Chinese Universities, 2018, 39(9): 1875.

图/表 11

Fig.1 Preparation process of metal nanodot arraysh Represents the height of the metal nanodot, d is the diameter of the nanodot on top view, while D descripts the diameter of the polystyrene sphere.

Fig.2 AFM images of the gold nanodot with height phase(A, C) and amplitude phase(B, D)

Fig.3 SEM image of single Au nanodot on the PS sphere array(inset) and SERS spectrum of 0.5 mol/L pyridine on a single Au nanodot

Fig.4 SERS spectrum of benzenethiol monolayer on a single Au nanodot

Fig.5 SERS spectrum of R6G monolayer on a single Au nanopdot

Fig.6 Raman spectrum of pyridine

Fig.7 Raman spectrum of thiolbenzene

Fig.8 Raman spectrum of R6G monolayer

Table 1 Enhancement factors of Au naonparticle

λ_ex/nm	G_{(SERS/Pyridine)}		$G (SERS / Benzenethiol)$				G_(SERS/R6G)
λ_ex/nm	1010 cm^-1	1034 cm^-1	417 cm^-1	998 cm^-1	1019 cm^-1	1569 cm^-1	609 cm^-1	1370 cm^-1	1648 cm^-1
632.8	4.87×10⁵	1.57×10⁵	3.94×10⁵	1.77×10⁵	3.7×10⁵	6.42×10⁵	4.57×10⁴	3.98×10⁴	8.38×10³

Table 1 Enhancement factors of Au naonparticle

λ_ex/nm	G_{(SERS/Pyridine)}		$G (SERS / Benzenethiol)$				G_(SERS/R6G)
λ_ex/nm	1010 cm^-1	1034 cm^-1	417 cm^-1	998 cm^-1	1019 cm^-1	1569 cm^-1	609 cm^-1	1370 cm^-1	1648 cm^-1
632.8	4.87×10⁵	1.57×10⁵	3.94×10⁵	1.77×10⁵	3.7×10⁵	6.42×10⁵	4.57×10⁴	3.98×10⁴	8.38×10³

Fig.9 Raman spectrum of polystyrene sphere(with a diameter of 2.55 mm) etched for 50 min, excitated at 632.8 nm

Fig.10 SERS spectrum of polystyrene sphere on a gold nanodot

参考文献 32

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