金纳米粒子自组装纳米多孔阳极氧化铝作为高重现性SERS基底的研究及其在痕量检测中的应用

《Optical Materials》：Self-assembly gold nanoparticles onto nano-porous anodic aluminum oxide as a highly reproducible SERS substrate

本文创新性地利用纳米多孔阳极氧化铝（NAAO）模板实现金纳米粒子（Au-NPs）的自组装，成功构建了具有高度重现性的表面增强拉曼散射（SERS）基底。该基底在632 nm波长处呈现最佳近场增强效应，与He-Ne激光源完美匹配，对孔雀石绿（MG）的检测限低至10-10 M量级，分析增强因子（AEF）达5×105，为环境污染物监测提供了可靠技术平台。

　　

Highlight

材料 (Materials)

本研究采用默克公司的高纯度铝箔（99.999%，厚度0.3 mm），所有化学试剂均直接使用未经额外纯化：O-[2-(3-巯基丙酰氨基)乙基]-O′-甲基聚乙二醇（PEG-HS）、1-十二烷硫醇（DDT）、高氯酸（HClO₄，99.999%）、重铬酸钾（K₂Cr₂O₇，99%）、磷酸（H₃PO₄，95%）、氯金酸（金III，≥99%）以及柠檬酸钠三碱二水合物（ACS试剂级）。

结果与讨论 (Results and discussion)

我们采集了胶体金纳米粒子（Au-NPs-i）在200-800 nm范围内的紫外-可见吸收光谱。图2a展示了各样本的光谱曲线，其最大吸收峰分别位于521、522、523、527、530和535 nm处。通过扫描电子显微镜对Au-NPs-i样本进行分析显示：Au-NPs-1平均直径为22 nm，Au-NPs-2为28 nm，Au-NPs-3为35 nm，Au-NPs-4为44 nm，Au-NPs-5为51 nm，而Au-NPs-6达到65 nm——这种精确的尺寸控制为后续自组装提供了理想构建单元！

结论 (Conclusions)

通过自组装法将65 nm金纳米粒子（Au-NPs-6）沉积在孔径62 nm的纳米多孔阳极氧化铝（NAAO）上，成功制备出高重现性SERS基底。该基底分析增强因子（AEF）稳定在4.5×10⁵-5.6×10⁵区间，对孔雀石绿（MG）的检测限低至4.62×10^-10 M（特征峰）和1.26×10^-9 M（次强峰）。更有趣的是，纳米粒子部分嵌入多孔结构的特性显著提升了基底的机械稳定性，为实际应用打下坚实基础！