基于等离子体腔表面增强拉曼效应的研究

摘要：

金属离子水滴与液态聚二甲基硅氧烷(PDM S )自发形成的等离子体腔作为一种新型的表面增强拉曼(SERS)基底将等离子体纳米颗粒整合到光学装置中,提高了SERS检测的实用性与可靠性,然而,与其他基底相比,对其最佳生长条件的研究很少.在此,用禁用兽药孔雀石绿(M G)作为探测分子,检验不同生长条件下等离子体腔的特性,包括生长温度和金属离子浓度,以研究等离子体腔的最佳生长条件.金属离子水溶液滴加到互不相容的液态PDM S上时,在表面张力和重力的共同作用下自发形成带开口的球形腔体.同时金属离子扩散到未固化的PDM S中并与残留的Si— H基团反应,金属离子逐渐还原成金属纳米颗粒,并随着PDM S的固化过程在腔体表面逐渐累积,最终形成等离子体腔.其不但能作为角度反射器将入射光限制在腔体中,而且可作为纳米级光子源将吸收的光散射到腔体中,这两个功能共同作用可在基底原本增强作用的基础上进一步提高对MG的拉曼增强效果.较高的生长温度在加快金属离子生长的同时也会加速PDM S的固化,以至于提前结束金属纳米粒子的生长过程.离子浓度越高,形成的金属离子颗粒越大,然而颗粒直径过大,等离子体腔表面的热点数量反而会减少,M G的拉曼增强减弱,因而,必定存在最优化的等离子体腔制备条件使基底对M G的增强效果达到最佳.设置了15 ,20 ,25和30 ℃的生长温度以及0. 05 , 0. 5 ,5和50 μg·mL －1的离子浓度,结果表明,在温度为25 ℃,0.5 μg·mL －1的生长条件下等离子体腔实现了对MG的最佳拉曼增强.对等离子体腔生长条件的优化,可为提高该类型基底的SERS增强效果,及可重复制备奠定基础.

关键词：表面增强拉曼散射、等离子体腔、聚二甲基硅氧烷、孔雀石绿

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分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：国家自然科学基金项目61378037 ,61178032 ,科技部重大仪器专项基金项目2011YQ0301240904

在线出版日期：2019-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：3109-3114