[发明专利]基于参数可调控自组装结构基底的构筑方法及其用于毒品的SERS检测方法

说明书

技术领域

本发明属于SERS检测技术领域，具体涉及基于参数可调控自组装结构基底的构筑方法及其用于毒品的SERS检测方法。

背景技术

根据联合国毒品与犯罪问题办公室出版的2016《世界毒品问题报告》：全球毒品使用状况依然严峻，涉及非法药物使用人数超过2.47亿。在世界范围内流行的毒品主要有阿片剂(海洛因和鸦片)、苯丙胺类兴奋剂(甲基苯丙胺和摇头丸等)、大麻等。而现在又出现了一类新的精神活性物质，即以纯粹形式或配制形式出现的滥用物质，这些物质不受国际毒品公约的管制，但却可能对公共健康构成威胁。其中，苯丙胺类兴奋剂的缉获量、生产量和消费量在逐年的增加，是世界范围内排名第二的使用非常广泛的毒品，其中以甲基苯丙胺(即冰毒)最具有代表性。另外，滥用卡西酮类毒品的人员也在快速增加，也给毒品控制问题带来新的挑战。面对如此严峻的形式，加大对制毒、贩毒和吸毒的打击力度，遏制毒品的蔓延已到了刻不容缓的地步，而有效快速的毒品检测方法的开发将会在打击毒品犯罪中起着重要的作用。

1974年，一个偶然的机会，Fleischmann等人对银电极表面用电化学方法进行粗糙化处理后，用拉曼光谱仪对其进行表征时获得了吸附在粗糙银电极表面吡啶分子的高质量拉曼谱图，最初这一现象并没有被特别重视。1977年，Van Duyne等人对这一现象进行了分析，指出这是一种与粗糙化的表面存在某种必然关系的增强效应，这种效应之后被称为表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering，SERS)效应或表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy，SERS)技术。SERS自发现以来因其高灵敏性、无损伤、指纹特征、检测速度快等优势，常被作为一种很有前景的光谱工具。

常见的毒品检测方法一般检测成本高、耗时长、需要专业的人员，SERS技术的出现可以弥补上述方法的不足。现在用的比较广泛的检测毒品的方法是通过将制备好的金属溶胶基底滴加在硅片上，再将待测物滴加在基底上，这种传统的方法在实际操作过程中有一个明显的弊端，就是检测时基底的咖啡环效应比较严重，不能很好地做到检测过程的重现性，这对于我们实际运用和商品化有所限制。我们在SERS技术对人体体液中毒品的检测方法的基础上，基于参数可调控自组装结构基底用于毒品SERS检测的应用研究，在实验室中模拟气候箱工作原理，对选定的SERS基底，利用溶剂诱导蒸发机制，同时进行湿度、温度及重力诱导等工艺参数调控，在经过处理的硅片上进行自组装。希望得到一种均匀致密的基底膜，并与我们的便携式拉曼现结合，从而实现SERS检测的重现性和实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是去除或减少基底在成膜时所形成的咖啡环效应，特技供一种基于参数可调控自组装结构基底的构筑方法及其用于毒品的SERS检测方法，在模拟气候箱工作原理，利用溶剂诱导蒸发机制，同时进行湿度、温度及重力诱导等工艺参数调控，在经过处理的硅片上进行自组装，得到一种均匀致密的基底膜，并与我们的便携式拉曼现结合，在保证检测灵敏度的前提下实现SERS检测的重现性和实用性。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案予以实现的。

基于参数可调控自组装结构基底的构筑方法，其包括以下步骤：

(1)将合成好的金纳米棒溶胶进行离心清洗后，并将其浓缩后再重新分散在超纯水中形成体积分数为10-90％的金纳米棒溶液；

(2)取1-10μL金纳米棒溶液滴在清洁且经过半亲水半疏水处理的硅片上；

(3)将硅片倾斜设置在实验室用模拟气候箱中，利用溶剂蒸发机制来诱导金纳米棒溶胶在衬底上进行自组装，得到SERS基底。

进一步方案，所述步骤(1)中的金纳米棒溶胶浓缩为原浓度的10倍。

进一步方案，所述步骤(2)中经过半亲水半疏水处理的硅片是指对硅片先经王水浸泡至少2h后洗净，再用新鲜王水浸泡1h后洗净，并用超声清洗仪清洗后，然后用大量的超纯水洗净，最后用氮气吹干。

进一步方案，所述步骤(3)中的硅片倾斜设置是指将滴加有金纳米棒溶液的硅片平面与水平面成0-90度夹角设置。

进一步方案，所述步骤(3)中的实验室用模拟气候箱内设定的温度范围是20℃-40℃、湿度范围是30％-60％；并且模拟气候箱内部与外部环境有细微气体交换。

进一步方案，所述步骤(3)中的溶剂蒸发机制是利用模拟气候箱的作用来诱导金纳米棒溶胶中的超纯水在硅片表面挥发来进行自组装，从而得到SERS基底。