管状贵金属-二氧化硅复合纳米结构基底的构筑及SERS性能研究文献综述

文献综述（或调研报告）：

贵金属纳米复合SERS基底的研究进展

摘要：有效SERS基底的发展不仅可以拓宽SERS技术的应用，还可以为SERS机理研究提供模型，不断推动SERS技术的发展，SERS活性基底的制备一直是SERS研究领域的重要环节和热点。其中金属纳米粒子及复合结构制备的基底具有较为显著的SERS增强效果，本文简要介绍了目前贵金属复合结构制备技术及SERS增强研究方面的研究进展，以及玻璃管基底目前的研究成果。

关键词： 贵金属纳米粒子，SERS基底，RIFS,毛细管

正文：

良好的SERS基底应具备以下特征：（1）具有高SERS活性，能提供灵敏的分析检测；（2）具有良好的稳定性和重现性，保证基底在不同环境下使用的稳定性，提高基底批次间的重现性；（3）具有较高的选择性；（4）SERS基底干净不受杂质分子干扰；（5）易于制备和存储。人们想出了很多方法构建灵敏度高、稳定性好、选择性高、制作简单的SERS基底。

通过改进的垂直沉积方法成功地制备了具有不同球直径和薄膜厚度的二氧化硅胶体晶体膜，对于SERS信号有一定增强作用，并对其反射干涉光谱（RIfS）性质进行了系统研究。研究了硅球直径和膜厚度对RIfS信号的影响。结果表明，膜厚是RIfS信号的关键因素。通过使用二氧化硅胶体晶体膜作为干扰有效基质，建立了RIfS系统。还研究了膜厚度对所提出的系统对折射率变化的响应的影响。当我们一起考虑薄膜厚度对RIfS信号的影响和折射率响应时，选择厚度在4到6mu;m之间的二氧化硅胶体晶体薄膜用于传感器构造。通过将明胶修饰的二氧化硅胶体晶体膜与RIfS结合使用，还可以监测用胰蛋白酶对明胶的消化过程。该系统在宽线性范围内显示出出色的灵敏度，并且可以实现每个过程的实时测量。为实验中利用RIFS系统动态观测金纳米结合过程提供理论和实验基础。

SERS活性基底的制备与应用方面，金和银胶体纳米粒子是被应用最为广泛的材料，可以实现超高灵敏度的检测水平，金银胶体纳米粒子要利用聚集剂或固定在特定结构上来提高 SERS基底的电磁场。虽然银纳米材料聚集可以提供巨大的电磁场贡献(优于金纳米材料)并实现超灵敏检测水平，但是银纳米材料在环境中极易氧化，在空气和水体系中极不稳定，并且与生物体不相容，不利于实际应用。以往的研究表明，金纳米材料的化学稳定性优于银纳米材料，因此我们通常采用金纳米材料用于SERS研究，以提高SERS检测的稳定性和光谱重现性，同时用于生物体系的研究。

其中，对金属纳米粒子表面进行分子修饰，或者将金属纳米粒子和不同功能或形状的基质材料进行复合，从而得到既保留贵金属纳米粒子原有的高SERS增强活性，又具有基质材料性质和功能的复合材料，使得SERS的研究和应用得到极大的推动。

金纳米颗粒层（AuNPL）是指在基底（聚合物，玻璃或金属）上固定有金纳米颗粒（AuNPs）（薄膜阵列）的二维表面。AuNPL可以耦合AuNPs的性质（例如，高表面/体积比，电和光学性质以及基本的生化修饰，并具有特定的表面形貌。这使AuNPL适于许多生物应用，包括生物传感，表面增强拉曼散射（SERS），酶联免疫吸附测定（ELISA），和电化学到药物的递送，从光热疗法到抗菌表面。