[发明专利]一种透明SERS衬底及微流控芯片、制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种透明SERS衬底及微流控芯片、制备方法和应用，在AAO模板的表面溅射或热蒸发一层Ag或Au，Ag或Au颗粒聚集在暴露出的AAO模板的锥形孔的孔壁上端面，形成纳米柱阵列；同时AAO模板的锥形孔的内壁也获得了纳米颗粒，制得透明SERS衬底。本发明的透明SERS衬底与微流控技术进行联用，使得具有SERS活性的一面直接与微流控芯片储液池中的液体接触产生SERS信号这样就可以减少溶液本身带来的影响；另外，由于透明SERS衬底非常薄，只有几十个微米，因此很容易就能把激光斑点聚焦在SERS的活性点，克服把不透明的衬底放置在下面所造成不宜聚焦的缺陷。另外，因为是封装微流控顶部的SERS衬底是透明的，还可以利用它在显微镜下同时进行其他光学信号如荧光的测量。

技术领域

本发明涉及一种微流控芯片，尤其涉及的是一种透明SERS衬底及微流控芯片的制备方法和应用。

背景技术

微流控芯片，称芯片实验室，是一种以在微米尺度的空间中对流体进行操控为主要特征的技术，具有将化学和生物实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米大小芯片上的能力。它以微管道网络为结构特征，生命科学为主要应用对象，开始在分析化学、生命科学及生物医学器件等领域发挥愈来愈重要的作用,是当前生命科学、化学、微机械和微电子学领域的研究热点。大多数微流控系统是在直径约为10cm玻璃或硅基片上，采用光刻、化学腐蚀等方法，刻蚀出截面近似梯形的微通道和储液池；在微通道和储液池的适当位置用气相沉积方法制作出金电极和引线，用粘贴或静电键合的方法把一块玻璃片封接到硅片上闭合微通道；在玻璃片上对应储液池的位置钻出通孔，以填加试剂和样品。

为了提高微流控芯片的应用范围及其检测水平，常常把微流控芯片与其他技术联用。表面增强拉曼散射(SERS)技术是一种新型的光谱检测技术，是指当分子吸附在一些特殊金属(主要为贵金属)或半导体纳米结构表面时，其拉曼散射信号被增强多个数量级的现象。它具有快速、简单、灵敏度高、指纹识别以及可重复性好的优势。这种联用技术能够应用在化学、生物和医学以及环境等领域，例如对催化及化学反应过程的研究、低浓度物质的检测及分析，以及氨基酸、蛋白质、核酸或其它生物色素的测定等。为了实现与SERS技术的联用，目前使用的方法是把SERS衬底封存在芯片的储液池的底部。但这种方法有一些缺陷，例如由于SERS衬底在液体中，与顶端封装的玻璃片之间有一段距离，这样很难把激光斑点聚焦在SERS衬底上，使得SERS信号与聚焦在SERS衬底上的效果相比有所减弱；此外，每次聚焦的位置不同，使得SERS增强的效果也不一样，从而影响测试效果。另外，如果注入储液池的液体或者反应之后的液体有些自身带有颜色或者液体本身透光性不好，这些也会对SERS信号的强度以及SERS信号的重复性带来影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种透明SERS衬底及微流控芯片的制备方法和应用，提高SERS衬底的检测范围和精度。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明一种透明SERS衬底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)制备表面带有尖端纳米结构的透明AAO模板，透明AAO模板的表面尖端纳米结构形成锥形孔状；

(2)在AAO模板的表面溅射或热蒸发一层Ag或Au，溅射距离为1～3cm，溅射电流10～30mA，溅射时间为5～30min，Ag或Au颗粒聚集在暴露出的AAO模板的锥形孔的孔壁上端面，形成纳米柱阵列；同时AAO模板的锥形孔的内壁也获得了纳米颗粒，制得透明SERS衬底。

所述步骤(1)中制备表面带有尖端纳米结构的透明AAO模板的方法如下：

(11)将抛光后的高纯铝片在0.2～0.4mol/L的草酸溶液中用30～50V直流电压阳极氧化5～7h，然后在50～70℃的6wt﹪磷酸和1.8wt﹪铬酸的混和溶液中浸泡8～10h，除去一次阳极氧化在高纯铝片表面获得的不规则孔的氧化铝膜；