[发明专利]一种SERS芯片的制备方法

说明书

本发明提供了一种SERS芯片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤通过自组装方法在基底上形成多个无序分布的第一导电材料；在所述的第一导电材料表面原位生长第二导电材料。本发明通过在基底上无序组装小粒径的纳米粒子，然后通过原位生长的方法，在原来组装的纳米粒子位置生长相同或不同的元素，通过控制二次生长的元素或生长用量，可以得到形貌有序可控、高可重复性、热点均匀、性质稳定、可大面积生长，且灵敏度高的稳定的SERS芯片，该芯片的制备工艺简单、效率高、成本低、能大规模地生产高性能SERS芯片，能很好的满足商业化的需求。本发明制得的SERS芯片，可以实现多种低浓度有机物的检测。

技术领域

本发明涉及表面增强拉曼(Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS)技术，特别是一种SERS芯片的制备方法。

背景技术

1974年，Fleischmann等人获得了粗糙的银电极表面的吡啶分子的高质量的拉曼光谱，为拉曼光谱应用于表面科学研究的奠定了基础。Van Duyne等人通过详细实验和理论计算发现，吸附在粗糙银表面上的吡啶的拉曼散射信号比溶液相中的同数量的吡啶的拉曼散射信号增强了约6个数量级，并将这一表面增强效应，被称SERS效应。SERS尤如放大镜，将微量信息进行极限放大后呈现在人们面前。因此，SERS作为表界面的重要研究工具，在材料科学，化学，表面催化，环境及食品科学及生物医药等领域具有巨大的应用前景。

表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering，SERS)主要是指纳米尺度的粗糙金属(如金、银、铜，过渡金属)表面或颗粒体系所具有的异常光学增强现象，它可以将吸附在表面的分子拉曼信号放大约10⁶～10¹⁴倍，有的甚至能实现单分子检测。

SERS信号的强度依赖于基底的纳米尺度上的形状、尺寸以及粒子之间的间隙。传统的SERS基底，例如贵金属的胶体纳米粒子或者粗糙表面，由于纳米粒子随机分布，或者是纳米粒子的间隙难控制，使得SERS信号不均匀，重复性差。因此，制备一种可重复的均匀的、大面积的、高活性的、可商业化的SERS的基底显得至关重要。

现有的SERS研究中，研究者都集中在制备可控的、可重复的、热点集中的金属纳米结构SERS基底。如专利号：201610658664.6，专利名称为：一种制备有序银纳米球阵列方法的发明专利，采用在有序的铝纳米碗OAB阵列模板样品的表面蒸镀一层10nm厚的银膜，之后OAB模板在500℃下真空退火1h，得到有序的银纳米阵列结构，该方法银纳米球高度有序，尺寸分布大小可调，但蒸镀及退火工艺繁琐，成本较高。专利号：201610327475.0，专利名称：一种大面积表面增强拉曼散射基底及其制备方法，先制备了三维微米结构的模板，蒸镀一层银，形成银纳米颗粒，之后蒸镀一层氧化物，在蒸镀一层银，得到大面积SERS基底，方法虽具有较高的SERS活性，但操作繁琐，不利于商业化生产。专利号：201610929950.1，专利名称：一种贵金属纳米粒子间距可控的SERS衬底制备方法，采用盐酸清洗AAO模板，后采用物理或化学方法获得贵金属纳米粒子团簇，并填满整个AAO模板孔。进一步将AAO模板倒置在PMMA上，热处理，使得贵金属团簇浸入到PMMA中，通过盐酸清洗，除去AAO模板，干燥后得到贵金属纳米粒子规则分布的SERS衬底。该方法转移模板及盐酸清洗操作繁琐，将AAO转移到其他基底上很难实现大面积制备，且成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低廉、高度重现、高SERS活性、极佳的均匀性和批次重现性的芯片的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一个目的在于提供一种SERS芯片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤通过自组装方法在基底上形成多个无序分布的第一导电材料；在所述的第一导电材料表面原位生长第二导电材料。

本发明中，所述自组装方法的实施方式包括但不限于溶剂挥发自组装、主动吸附、亲疏水排斥和吸附、静电吸附等。