[发明专利]一种二硫化钼/金纳米颗粒混合结构的生物传感器材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种二硫化钼/金纳米颗粒混合结构的生物传感器材料及其制备方法，包括玻璃纤维纸衬底、附着在玻璃纤维纸衬底上的二维二硫化钼以及附着在二维二硫化钼上的金纳米颗粒。二硫化钼生长温度精确控制；生长的二硫化钼缺陷峰低，具有极高的晶体质量；生长的二硫化钼尺寸只受CVD腔体的限制，可实现二硫化钼的大面积生长；生长的金属颗粒后的二硫化钼/金属颗粒混合结构具有极高的化学吸附和物理增强机制；利用刻蚀法生长金颗粒，可以通过控制刻蚀的时间来精确控制金颗粒的大小，而且能够在整个材料上均匀生长金颗粒，有利于检测生物分子。制备完成后的生物传感器可同时实现生物分子的分离和检测。方法简单可控，成本低廉，应用价值高。

技术领域

本发明涉及一种可分离混合生物分子的生物传感器(以下称“可分离生物传感器”)材料的制备，具体涉及一种二硫化钼/金纳米颗粒混合结构的生物传感器材料及其制备方法，属于新材料技术领域。

背景技术

对分子进行检测的时候利用的是表面增强拉曼散射(SERS)技术。拉曼光谱和红外光谱一样，同属于分子振动光谱，可以反映分子的特征结构。但是拉曼散射效应是个非常弱的过程，一般其光强仅约为入射光强的10^-10。所以拉曼信号都很弱，要对表面吸附物种进行拉曼光谱研究几乎都要利用某种增强效应。关于表面增强拉曼散射，目前较普遍的观点是SERS活性的表面往往能产生被增强的局域电场，是表面等离子共振振荡引起的，这被称为物理增强。而分子在金属上的吸附常伴随着电荷的转移引起分子能级的变化，或者分子吸附在特别的金属表面结构点上也导致增强，这两种情况均被称为化学增强，基于该原理引起化学增强的材料为生物传感器材料。在一些特别情况下，人们还在努力尝试进行单个分子的检测。

近些年，随着激光技术、纳米科技和计算机技术的迅猛发展，SERS已经在界面和表面科学、材料分析、生物、医学、食品安全、环境监测和国家安全等领域得到了广泛应用。SERS技术不但具有拉曼光谱的大部分优点，能够提供更丰富的化学分子的结构信息，可实现实时、原位探测，而且灵敏度高、数据处理简单、准确率高，是非常强有力的痕量检测工具。

由于其无需样品预处理、操作简便、检测速度快、准确率高、仪器便携等特点，SERS检测在食品安全快速检测中起到了积极的作用，例如，SERS可以定性、定量检测有害非法添加物(如三聚氰胺、苏丹红等)、超量超范围使用的添加剂(如食品中的合成色素等)、果蔬中的农药残留以及食物表面上的细菌和病毒等。

高灵敏的原位SERS技术可以实时、快速地检测环境、农产品的污染及其引发的癌变，对污染治理和医学诊疗等具有重要的作用。然而，要检测的物质一般为多种物质的混合物，现有的生物传感器材料一般只能将一种物质进行增强，或是无选择性地将各种物质的信号同时增强，利用SERS技术进行相关检测时，并不能将混合的各种物质分别进行准确检测。

分子分离可实现混合多分子中分子的分离，有利于更精确检测混合多分子中分子的种类，在环境监测、医学诊断和生命体表征等方面具有重要的作用。对混合溶液的分离常采用纸色谱法，纸色谱法是以纸为载体的色谱法。固定相一般为纸纤维上吸附的水分，流动相为不与水相溶的有机溶剂；也可是纸吸留其他物质作为固定相，如缓冲液，甲酰胺等。将试样点在纸条的一端，然后在密闭的槽中用适宜溶剂进行展开。当组分移动一定距离后，各组分移动距离不同，最后形成互相分离的斑点。但一般的纸色谱分离不能实现高灵敏的分子检测。

发明内容

为解决目前生物传感器灵敏度低，难以检测混合生物分子等缺点，本发明的一个目的是提供一种二硫化钼/金纳米颗粒混合结构的生物传感器材料，该生物传感器是在三维玻璃纤维上沉积制备二维的二硫化钼，并在附着有二硫化钼的玻璃纤维衬底上生长金颗粒制备而成，可以对由多种生物分子的混合物进行分离，并且对每一种生物分子进行化学增强，提高每一种生物分子含量测定的准确度。

本发明的另一个目的是提供上述生物传感器材料的制备方法。

本发明的第三个目的是提供上述生物传感器材料的应用。