引用本文
付兴虎, 王振兴, 李佳轩, 马双玉, 付广伟, 金娃, 毕卫红, 董艳华. 纳米银溶胶和微腔型光纤SERS基底的制备及其性能比较[J]. 光谱学与光谱分析, 2022,42(2): 470-477.
FU Xing-hu, WANG Zhen-xing, LI Jia-xuan, MA Shuang-yu, FU Guang-wei, JIN Wa, BI Wei-hong, DONG Yan-hua. Preparation and Performance Comparison of Nano-Silver Sol and Micro-Cavity Fiber SERS Substrates[J]. Spectroscopy and Spectral Analysis, 2022,42(2): 470-477.
Doi:10.3964/j.issn.1000-0593(2022)02-0470-08  
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纳米银溶胶和微腔型光纤SERS基底的制备及其性能比较
付兴虎1, 王振兴1, 李佳轩1, 马双玉1, 付广伟1, 金娃1, 毕卫红1, 董艳华2
1.燕山大学信息科学与工程学院, 河北省特种光纤与光纤传感重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
2.特种光纤与光接入网省部共建重点实验室, 上海大学, 上海 200444

作者简介: 付兴虎, 1981年生, 燕山大学信息科学与工程学院教授 e-mail: fuxinghu@ysu.edu.cn

收稿日期: 2021-01-16 修回日期: 2021-02-17 接受日期: 2021-02-17
基金: 国家自然科学基金项目(61675176), 上海市科委重点实验室项目(SKLSFO2020-02)资助
摘要

通过化学法制备了纳米银溶胶基底和微腔型光纤表面增强拉曼散射(SERS)基底, 其中光纤SERS基底的微腔结构是通过氢氟酸(HF)腐蚀得到的。 实验采用湿法检测, 首先将纳米银溶胶基底与罗丹明6G(R6G)混合, 找到增强效果最强时的裸光纤微腔结构, 在此结构的基础上采用溶胶自组装法制备银纳米颗粒包覆的光纤SERS基底, 通过控制自组装时间制备不同光纤SERS基底(Ag/光纤- x, 其中 x为自组装时间, 分别为10, 20, 30, 40, 50和60 min)。 以10-3 mol·L-1的R6G为探针分子, 对Ag/光纤- x基底进行初筛, 得到增强效果最强的Ag/光纤-30基底。 通过检测不同浓度的R6G溶液, 对纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底的SERS性能进行研究。 实验结果表明, 在相同的实验条件下, 纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底对R6G的检测限(LOD)分别为10-6和10-9 mol·L-1; 在1 362 cm-1拉曼位移处对两种基底的拉曼强度和浓度进行对数转换拟合, Ag/光纤-30基底的拟合优度 R2达0.975 3, 远高于纳米银溶胶基底; 拉曼信号的再现性检测结果表明, 两种基底在各个特征峰处的RSD值均在合理范围内, 但Ag/光纤-30基底的RSD值范围更小, 范围最大值仅为10.94%; 两种基底的稳定性测试结果表明, 纳米银溶胶基底35 d后, 在1 362 cm-1位置处的综合拉曼强度下降了45.90%, 而Ag/光纤-30基底35 d后, 综合拉曼强度仅下降了17.58%, 说明Ag/光纤-30基底具有长期稳定性。 同时, 对两种基底增强因子(REF)进行计算, 对浓度为10-6mol·L-1的R6G溶液, 纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底的REF数值分别为3.49×106和2.14×107, 说明对于同一浓度的R6G溶液, Ag/光纤-30基底具有更强的增强效果, 且比纳米银溶胶基底高出一个数量级。 通过对比两种基底的SERS性能, 表明Ag/光纤-30基底具有更高的灵敏度、 更好的再现性以及长期稳定性。 因此, 基于银纳米颗粒包覆的光纤SERS基底在农残化学分析、 生物医学检测等痕量检测方面有潜在的应用价值。

关键词: 表面增强拉曼散射; 纳米银溶胶; 光纤; 溶胶自组法; 罗丹明6G
中图分类号:TN247 文献标志码:A
Preparation and Performance Comparison of Nano-Silver Sol and Micro-Cavity Fiber SERS Substrates
FU Xing-hu1, WANG Zhen-xing1, LI Jia-xuan1, MA Shuang-yu1, FU Guang-wei1, JIN Wa1, BI Wei-hong1, DONG Yan-hua2
1. School of Information Science and Engineering, the Key Laboratory for Special Fiber and Fiber Sensor of Hebei Province, Yanshan University, Qinhuangdao 066004, China
2. Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks, Shanghai University, Shanghai 200444, China
Abstract

In this paper, nano-silver sol substrate and micro-cavity fiber surface-enhanced Raman scattering (SERS) substrate were prepared by chemical methods. The micro-cavity structure was obtained by etching with hydrofluoric acid (HF). The experiment adopts wet detection. Firstly, the nano-silver sol substrate is mixed with Rhodamine 6G (R6G) to find the bare fiber micro-cavity structure with the strongest enhancement effect. Based on this structure, fiber SERS substrate coated with silver nanoparticles was prepared by using the sol self-assembly method and the self-assembly time was controlled to prepare different fiber SERS substrates (Ag/Fiber- x, where x is the self-assembly time 10, 20, 30, 40, 50 and 60 minutes). Using 10-3 mol·L-1 R6G as probe molecule, the Ag/Fiber- x substrate was screened to obtain Ag/Fiber-30 with the strongest enhancement effect. The SERS performances of nano-silver sol and Ag/Fiber-30 substrate were studied by detecting R6G solutions of different concentrations. The experimental results showed that under the same experimental conditions, the detection limits (LOD) of nano-silver sol substrate and Ag/Fiber-30 substrate for R6G are 10-6 and 10-9 mol·L-1, respectively. The Raman intensity and concentration of the two substrates were logarithmically transformed and fitted at the Raman shift of 1 362 cm-1. The R2 of Ag/Fiber-30 substrate can reach 0.975 3, which was much higher than nano-silver sol substrate. The Raman signal reproducibility test results showed that the RSD values of two substrates at each characteristic peak are within a reasonable range, but the RSD value range of Ag/Fiber-30 substrate was small. The stability test results of two substrates showed that the comprehensive Raman strength of nano-silver sol substrate at 1 362 cm-1 decreased by 45.90% after 35 days. The comprehensive Raman strength of Ag/Fiber-30 substrate at 1 362 cm-1 decreased by 17.58% after 35 days. These results indicated that the Ag/Fiber-30 substrate has long-term stability. Simultaneously, the relative enhancement factor (REF) of two substrates were calculated. For R6G solution with a 10-6 mol·L-1concentration, the REF values of nano-silver sol substrate and Ag/Fiber-30 substrate were 3.49×106 and 2.14×107. It showed that for the same concentration of R6G solution, the Ag/Fiber-30 substrate has a stronger enhancement effect. It is an order of magnitude higher than the nano-silver sol substrate. By comparing the SERS performance of the two substrates, the results show that Ag/Fiber-30 substrate has higher sensitivity, better reproducibility and long-term stability. So, the fiber SERS substrate coated with silver nanoparticles has potential application value in trace detection, such as pesticide residue chemical analysis, biomedical detection and so on.

Keyword: Surface enhanced Raman scattering; Silver sol; Fiber; Sol self-assembly method; Rhodamine 6G
引言

表面增强拉曼散射(SERS)是传统普通拉曼光谱的进一步扩展, 是一种强大的光谱分析技术[1]。 自1974年Fleischmann等[2]通过电化学法氧化还原粗糙化的银电极时首次发现SERS现象后, Duyne等[3]于1977年对SERS进一步研究以来, SERS技术在基础和实际应用中引起了全世界广泛关注[4]。 由于SERS光谱具有“ 指纹” 光谱特性, 能够反映出探针分子的结构信息, 并且对其拉曼信号有惊人的放大作用, 因此SERS已经发展为无损检测和化学、 生物光谱分析的强有力工具[5]。 通常, 这种惊人的拉曼信号放大作用归因于SERS增强机制中的电磁增强(EM)和化学增强(CM)。 EM机制增强主要归因于局域表面等离子体共振效应, 即在贵金属纳米结构上吸收的导电电子被入射光激发时, 这些电子的集体激发效应在合适的贵金属纳米结构间隙处会被明显增强[6]。 而CM机制是基于探针分子与贵金属纳米结构之间的动态电荷转移效应引起的[7]。 目前研究者们普遍认为SERS的增强机制是电磁增强和化学增强共同作用的结果。

随着纳米材料的发展, 具有特异等离子体结构的贵金属SERS基底不断地被制备并在探针分子的痕量检测中实现了高灵敏度。 Shi等[8]采用磁控溅射技术制备了Ag纳米膜/蝴蝶翼SERS基底, 以结晶紫表征基底的SERS性能, 并对乙酰丙酮进行痕量检测。 Muhammad等[9]制备了一种由SiO2@Au核/壳纳米颗粒组成的SERS基底, 并成功检测到鸡蛋卵膜上氟虫腈残留。 Xu等[10]通过物理气相沉积法在天然玫瑰花瓣表面修饰了一层银纳米颗粒, R6G的LOD低至10-9 mol· L-1, 天然玫瑰花瓣的SERS增强因子高达108。 虽然这些SERS基底均具有高灵敏度, 但却无法远程检测。 随着光纤传感技术在各方面的普及应用, 研究人员开始将光纤传感技术与SERS技术相融合, 制备了可远程检测的光纤SERS活性基底传感器。 由于光纤的种类不同以及SERS活性基底的制备方法各异, 导致光纤SERS活性基底传感器多种多样。 Cao等[11]提出了一种双锥形光纤探针, 通过激光诱导化学沉积法(LICDM)在锥表面沉积银纳米颗粒, 以4-氨基硫酚(4-ATP)为探针分子, 并在4-ATP溶液中加入银纳米颗粒, 双锥形光纤SERS基底对4-ATP的LOD低至10-10 mol· L-1。 Xu等[12]通过飞秒烧蚀光纤制备了高灵敏度的锥形光纤SERS探针, 使用LICDM在锥形光纤上生长银纳米颗粒, 可以检测到10-9 mol· L-1的R6G。 虽然这种探针基底具有高灵敏度, 但是还需在锥形角度方面进行优化。

因此, 本工作采用溶胶自组装法制备了微腔型光纤SERS基底, 通过对银溶胶离心处理, 进一步缩短了银纳米颗粒的修饰时间, 并与纳米银溶胶基底的性能进行对比分析。 以R6G为探针分子, 然后再通过对探针分子的各种性能进行表征, 通过对比分析两种基底对R6G溶液的SERS性能, 选择出性能较好的一种SERS基底。

1 实验部分
1.1 材料与仪器

渐变型多模光纤(包层直径125 μm, 芯径62.5 μm)购买于武汉长飞光纤光缆股份有限公司; 无水乙醇(99.7%), 过氧化氢(30%), 异丙醇(99.9%), 氨水(28%), 3-氨基丙基三乙氧基硅烷(99%), R6G(98%), 浓硫酸(98%), HF(40%), 硝酸银(99.8%), 柠檬酸钠(99%), 均购买于北京伊诺凯科技有限公司; 所有溶液制备均使用去离子水(18.25 MΩ )。

本实验使用的仪器为必达泰克公司研制生产的型号为BWS465-785S的拉曼光谱仪。 激光激发波长为785 nm, 最大激发功率为300 mV(100%); 积分时间范围为60 ms~30 mins。 不同基底的实验系统如图1所示, 标准拉曼光纤探头输出的光耦合至一段约15 cm长的光纤输入端, 检测端直接放入待测溶液中, 纳米银溶胶基底检测装置如图1所示, 不同的是光纤SERS基底检测装置由图1中a区域转换为b区域。 为了防止探针分子的拉曼强度超过便携式拉曼光谱仪的阈值, 将拉曼光谱仪激光功率百分比设置为80%, 积分时长设置为5 000 ms, 每个样本采集5次光谱取均值后作为该样本光谱数据。

图1 实验装置Fig.1 Experimental device

1.2 基底的制备

1.2.1 纳米银溶胶基底的制备与表征

采用经典的Lee& Meisel化学加热法制备纳米银溶胶基底, 如图2所示为银溶胶稀释后在透射电镜下的TEM图像, 可以看出银纳米颗粒的形貌及尺寸大小比较均匀, 通过Nano Measurer软件计算银纳米颗粒的尺寸大多数在50~60 nm之间。

图2 实验结果
(a): 银溶胶的TEM图像; (b): 银纳米颗粒的尺寸大小分布Fig.2 Experimental result
(a): TEM image of silver sol; (b): Size distribution of silver nanoparticles

1.2.2 Ag/光纤-x基底的制备与表征

用HF腐蚀光纤端面制备微腔型光纤结构, 腐蚀过程中每间隔1 min将光纤取出并在显微镜下测量微腔长度的大小。 如图3(a)所示为光纤微腔长度随腐蚀时间的变化规律, 插图为腐蚀5 min时的光纤微腔结构。 为方便溶胶自组装法制备光纤SERS基底过程中光纤微腔大小的选择, 先采用所制备的纳米银溶胶与10-3 mol· L-1的R6G溶液等体积进行混合, 研究光纤微腔长度对SERS增强性能的影响。 如图3(b)所示为腐蚀时间为5 min的光纤测得R6G混合溶液的拉曼光谱, 由于贵金属纳米颗粒在SERS中的高增强性, 在1 184, 1 311, 1 362, 1 510, 1 575和1 651 cm-1处, R6G的拉曼特征峰与文献[13]相符。 图3(c)为上述混合溶液1 362 cm-1处综合拉曼强度随光纤腐蚀时间的变化图, 可以看出腐蚀时间为5 min时, R6G的综合拉曼强度最强。 此时微腔长度约为80 μm。 所以在溶胶自组装法制备光纤SERS基底时选用腐蚀时间为5 min的裸光纤微腔结构进行制备。

图3 实验结果
(a): 光纤微腔长度随腐蚀时间的变化; (b): R6G拉曼光谱; (c): 1 362 cm-1位置处, 综合拉曼强度随光纤腐蚀时间的变化Fig.3 Experimental result
(a): The length of fiber microcavity varies with etching time; (b): Raman spectrum of R6G; (c): The composite Raman strength varies with etching time of fiber at 1 362 cm-1

光纤SERS基底制备过程如图4所示。 为了进一步减少银纳米颗粒的自组装时间, 自组装过程中采用的高浓度银溶胶是将制备的纳米银溶胶经高速离心处理并分离上清液后得到的。 操作流程如下:

图4 光纤SERS探针的溶胶自组装法的实验过程Fig.4 Experimental process of the sol self-assembly method of optical fiber SERS probe

(1) 光纤羟基化: 将裸光纤微腔结构在食人鱼溶液中浸泡30 min后取出, 用去离子水清洗两次;

(2) 光纤氨基化: 将羟基化后的光纤放入APTES体系溶液中浸泡120 min;

(3) 干燥处理: 将氨基化后的光纤放入干燥箱中, 在100 ℃下干燥30 min;

(4) 银修饰: 将干燥后的光纤置于离心后的银溶胶中, 通过控制组装时间调控光纤上银纳米颗粒的生长量, 得到不同光纤SERS基底, 命名为Ag/光纤-x, x为组装时间, 分别为10, 20, 30, 40, 50, 60 min。

图5所示为不同自组装时间下微腔型光纤SERS探针基底整体形貌的SEM图, 其中a区域为光纤微腔结构的内边缘与外边缘之间的区域, b区域为光纤微腔结构的腔内区域。

图5 不同位置处Ag/光纤-30基底的SEM图像
(a)— (f): a区域10~60 min; (g)— (l): b区域10~60 minFig.5 SEM image of Ag/fiber-30 substrate at different areas
(a)— (f): 10~60 minutes in area a; (g)— (l): 10~60 minutes in area b

由图5可以看出, 随着自组装时间的增加, 附着在光纤表面的银纳米颗粒越来越多。 a区域和b区域在最初自组装10和20 min时, 光纤表面的银纳米颗粒吸附量较少且分散稀疏; 当自组装时间进一步延长至30 min时, a和b区域光纤表面呈现粒子间距较小的银纳米膜; 当自组装时间延长至40~60 min时, 随着银纳米颗粒的进一步增加, a区域形成了一层具有一定间隙和厚度的银纳米膜状结构, b区域基底表面开始不断堆积银纳米颗粒, 纳米粒子之间紧密堆积形成多层状态。 银纳米颗粒过少或过多都会影响微腔型光纤SERS基底的SERS性能, 当自组装时间短时, 光纤微腔表面上的银纳米颗粒过少, 纳米颗粒之间的间隙较大, 表面缺乏热点, 直接会影响其SERS增强效果; 当自组装时间过长时, 将会使微腔底部固化过厚的银纳米颗粒, 纳米粒子过于紧密堆积会减少基底中的“ 热点” , 且过厚的银纳米层也会影响光纤SERS探针的对SERS信号的接收[14]。

2 结果与讨论
2.1 不同SERS基底的性能测试

以去离子水配制了浓度为10-3~10-9 mol· L-1的R6G溶液。 通过对10-3 mol· L-1的R6G进行定量检测, 研究不同Ag/光纤-x基底的拉曼增强能力。 图6(a)为R6G在不同自组装时间的光纤SERS下的拉曼光谱图。 为了更加清晰地分辨不同基底的增强效果, 将1 510 cm-1处的光谱放大, 如图6(b)所示, 当自组装时间为30 min时, 拉曼增强效果最好。 由图5可知, 可能是Ag/光纤-30基底表面银纳米颗粒之间的微小间隙有利于局域表面等离子体共振效应的产生, 进而形成“ 热点” , 使拉曼增强效果进一步提升, 所以选择Ag/光纤-30基底进行下一步的性能分析。

图6 实验结果
(a): 不同自组装时间的光纤SERS基底检测10-3 mol· L-1的R6G的拉曼光谱; (b): 在1 510 cm-1处, 拉曼强度的放大结果Fig.6 Experimental results
(a): Raman spectra of 10-3 mol· L-1 R6G detected using fiber SERS substrates with different self-assembly times; (b): Enlarged figure of Raman intensity at 1 510 cm-1

分别测试纳米银溶胶和Ag/光纤-30基底对R6G的灵敏度响应, 结果如图7所示。

图7 不同基底的灵敏度测试
(a): 纳米银溶胶基底; (b): Ag/光纤-30基底Fig.7 Sensitivity test on different substrates
(a): Nano-silver sol substrate; (b): Ag/Fiber-30 substrate

从图7可以清晰地看出, 各个特征峰的拉曼强度随R6G浓度的降低而衰减。 从图7(a)可知, 纳米银溶胶基底对R6G的LOD为10-6 mol· L-1, 图7(b)可以清晰地看出10-9 mol· L-1的R6G在1 362和1 510 cm-1处的拉曼特征峰, 说明Ag/光纤-30基底对R6G的LOD可低至10-9 mol· L-1。 相较于探针分子吸附在银溶胶中的银纳米颗粒上被裸光纤结构检测, 在Ag/光纤-30基底上, 银纳米颗粒的附着面积更大, 可以使探针分子更多的吸附在光纤SERS基底上, 从而提高Ag/光纤-30基底的灵敏度。

为了证明Ag/光纤-30基底的定量检测能力, 图8绘制了不同基底R6G的拉曼强度与其浓度之间函数关系。 可以看出, 各个特征峰的拉曼强度与R6G浓度之间并没有明显的函数关系。 但当对两者同时取对数标度后, 如图8(a)和(b)插图所示为1 362 cm-1拉曼位移处Log C和Log I之间函数关系, 可以看出Log C和Log I之间存在一定的线性关系, 但纳米银溶胶基底并没有出现很好的线性关系。 而Ag/光纤-30基底的R2值高达0.975 3, 说明在一定浓度范围内Ag/光纤-30基底对R6G具有一定的定量检测能力, 进一步证明了Ag/光纤-30基底在未知浓度的R6G溶液中具有很强的应用前景。

图8 拉曼强度与R6G浓度之间的函数关系
(a): 纳米银溶胶基底; (b): Ag/光纤-30基底(所有的误差线都是基于5次独立测量得出的)Fig.8 Relationship between Raman intensity and R6G concentration
(a): Nano-silver sol substrate; (b) Ag/Fiber-30 substrate (all the error bars were calculated based on five independent measurements)

一个高性能的SERS基底除了具有高灵敏度以外, 良好的拉曼信号再现性也是SERS基底的重要参数。 分别取50个由银溶胶基底和Ag/光纤-30基底与浓度为10-4 mol· L-1的R6G溶液进行测试, 从各自得到的50条拉曼光谱中随机选择25条进行再现性分析。 两种基底的再现性测试结果如图9所示, 为了更加清晰地看出25条光谱的强度差异, 对1 510 cm-1处的拉曼光谱放大, 结果如图9(a)和(b)插图所示。 由图9可以看出, 所有的拉曼光谱形状匹配良好, 拉曼特征峰的位置没有明显的变化。 由图9(a)和(b)中插图在1 510 cm-1拉曼位移处的放大结果可知, 虽然拉曼强度发生了变化, 但通过拉曼强度的相对标准差(RSD)分析, 均在合理的变化范围内。

图9 不同基底的再现性测试实验结果和RSD值
(a): 纳米银溶胶基底; (b): Ag/光纤-30基底Fig.9 Reproducibility test results and RSD values of different substrates
(a): Nano-silver sol; (b): Ag/Fiber-30

利用式(1)[15]计算RSD值可进一步评价SERS基底的再现性。 当RSD值小于20%时, 表明该基底的再现性良好。

RSD=∑i=1n(Ii-I̅)2n-11I̅(1)

式(1)中, I̅表示拉曼信号的平均强度, n是测量光谱的数量, Ii是特征峰处的每个光谱的拉曼强度。

表1为在两种不同基底下, R6G的不同主峰处的RSD值大小, 可知所制备的两种基底均具有良好的再现性。 Ag/光纤-30基底相比于纳米银溶胶基底的RSD值范围更小。

表1 R6G不同主峰的RSD值 Table 1 RSD values at different major peaks of R6G

一个性能良好的SERS基底除了具有较高的SERS增强效果、 高灵敏度和良好的再现性外, 在实际应用中, 长期稳定性也是理想SERS基底的重要性能指标。 在同一环境下对放置不同时间的两种基底进行研究。 以10-3 mol· L-1的R6G为检测对象, 两种基底在1 362 cm-1处的稳定性测试结果如图10所示。 由图10(a)可以看出, 纳米银溶胶基底7 d后综合拉曼强度下降了14.66%, 到第35天时, 综合拉曼强度下降了45.90%, 说明纳米银溶胶基底稳定性较差, 增强效果的大幅度下降可能是纳米银溶胶基底中部分银纳米颗粒发生了团聚现象导致的。 对于Ag/光纤-30基底, 由图10(b)可以看出, 7天后综合拉曼强度下降了10.74%, 之后信号强度变化比较平缓, 35 d后综合拉曼强度仅下降了17.58%。 这些结果表明, Ag/光纤-30基底比纳米银溶胶基底具有较好的长时间稳定性。

图10 实验结果
(a): 纳米银溶胶基底稳定性测试; (b): Ag/光纤-30基底稳定性测试; (c)— (e): R6G拉曼光谱Fig.10 Experimental results
(a): Stability test of nano silver sol substrate; (b): Stability test of Ag/Fiber-30 substrate; (c)— (e): Raman spectra of R6G

2.2 增强因子(REF)的计算

SERS基底的REF大小是评价基底好坏的另一重要指标。 为了评价纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底的增强性能, 根据式(2)[16]计算了两种基底的增强因子, 通过REF数值大小来定量分析两种基底的增强效果, 式中, ISERS和IR分别是SERS增强信号和普通拉曼信号强度; cSERS和cR分别是SERS检测和普通拉曼检测时探针分子的浓度。

REF=ISERS×cRIR×cSERS(2)

如图10(c)— (e)所示为两种不同SERS基底与普通拉曼基底检测浓度为10-6 mol· L-1的R6G所获得的光谱, 其中(c)— (e)分别为纳米银溶胶基底、 Ag/光纤-30基底和裸光纤测得的结果, 可以看出, 两种基底均使R6G分子的拉曼信号极大增强。 在1 510 cm-1拉曼位移处, 用裸光纤探针检测浓度为1 mol· L-1的R6G溶液的拉曼强度为2.98× 102, 而在纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底上测得浓度为10-6 mol· L-1的R6G溶液的拉曼强度分别为1.04× 103和6.39× 103。 由式(2)可得纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底的REF分别为3.49× 106和2.14× 107。 这些结果表明, 对于同浓度的探针分子, Ag/光纤-30基底相比于纳米银溶胶基底具有更强的增强效果。

3 结论

通过化学法制备了纳米银溶胶基底和光纤SERS基底两种不同的SERS基底, 通过对Ag/光纤-x基底进行SERS性能初筛, 得到拉曼增强效果最强的Ag/光纤-30基底。 通过对纳米银溶胶基底和Ag/光纤-30基底进行SERS性能测试, 表明, 相比于纳米银溶胶基底, Ag/光纤-30基底在各个方面均表现出良好的SERS性能, 当以R6G为探针分子时, Ag/光纤-30基底对R6G的检测限为10-9 mol· L-1; Log I与Log C之间呈现良好的线性关系; 再现性实验检测的RSD值小于10.94%, 并且具有35天的长期稳定性; 对浓度为10-6 mol· L-1的R6G的REF高达2.14× 107。 表明Ag/光纤-30基底具有良好的SERS性能, 在痕量检测中具有潜在的应用前景。

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