摘要
表面增强拉曼散射(SERS)一般通过贵金属表面的局域等离子体共振产生的局域电磁场增强来增强吸附或者靠近在其表面分子的拉曼散射信号。SERS可以实现对单分子水平的灵敏性检测。由于具有超灵敏性、优异的选择性和无损害性等特性，表面增强拉曼散射在生物检测、疾病诊断、环境监测以及食品安全检测等领域受到了广泛的关注。高效且低成本地制备同时兼具较好的可重复、均匀和稳定的SERS基底是当前研究者们仍然需要攻克的难题之一。 为了高效制备SERS基底，本文采用自动书写技术和热处理方法制备纸基SERS基底。通过激光粒度分析仪和透射显微镜表征银油墨的粒径分布。利用光学显微镜、接触角测量仪、和扫描电镜表征了绘画纸、白卡纸、坐标纸书写银油墨前后的表面形貌和微结构。结果显示，绘画纸表面银纳米粒子分布相对较均匀，白卡纸的接触角值最大。探究了不同激发波长和干燥温度对SERS活性的影响。当激发波长为638nm，干燥温度为100℃时，吸附在SERS基底上的孔雀石绿的拉曼响应最好。 以孔雀石绿为探针分子，探究银薄膜/绘画纸、银薄膜/白卡纸以及银薄膜/坐标纸的SERS活性，其中银薄膜/绘画纸的SERS灵敏性最好，对孔雀石绿浓度检测极限为10-18mol/L，增强因子达1015。经研究发现三种纸衬底中，绘画纸对待测物分子的吸附效果最好。在15个不同银薄膜/绘画纸上采集了孔雀石绿拉曼光谱，且计算1616和914cm-1处的特征峰绝对强度的相对标准偏差值分别为7.29%和7.89%。为了评估银薄膜/绘画纸的均匀性，在快速拉曼成像模式下，随机选择2.4×2.1μm2区域，采集了10×17个点阵列，共170个位点的拉曼光谱图，其中1616cm-1处的特征峰绝对强度的相对标准偏差值为8.67%。在对储存于透明自封袋里的样品跟踪测试中发现常温放置了6个月的样品，仍然能明显观察到孔雀石绿的主要特征峰的拉曼散射信号。此外，令10-5mol/L的孔雀石绿溶液分别吸附在已储存放置11个月和刚制备的银薄膜/绘画纸表面上，对比它们的SERS灵敏性，结果显示采集已储存放置了11个月基底上的孔雀石绿的拉曼信号强度相对较弱，与新样品相比衰减了11.3%。将银薄膜/绘画纸和昂贵的商业Q-SERSTM基底进行了SERS活性和均匀性对比。发现Q-SERSTM基底的均匀性比自动书写制备的银薄膜/绘画纸好，但其SERS灵敏性比银薄膜/绘画纸差。 为了探究纸基SERS基底的选择性和应用潜力，通过按压的方法，快速检测福美双分子。结果显示连续按压三个不同的基底仍然可以检测出福美双分子。此外，采用擦拭法，成功对蔬菜表面福美双残留进行定性和半定量检测。结果表明，基底对西红柿和青瓜表面残留的福美双浓度的检出限分别为6.1和3.0ng/cm2，且在1377cm-1处的特征峰绝对强度与对数浓度呈线性关系，相关系数R2值分别为0.9629和0.9178。为了探究实验的可重复性，使用7个不同银薄膜/绘画纸分别擦拭7个残留有福美双的西红柿表面，进行SERS测试，计算1377cm-1处的特征峰绝对强度的相对标准偏差值为9.3%。研究还发现银薄膜/绘画纸能同时检测出孔雀石绿和福美双。
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