[实用新型]一种SERS芯片

说明书

本实用新型提供了SERS基底及其制备方法和应用，SERS芯片包括SERS衬底和设置在SERS衬底表面的多个纳米结构单元，纳米结构单元包括设置在SERS衬底表面的多个凹坑、设置在凹坑内的纳米粒子聚集体层，纳米结构单元还包括连接在纳米粒子聚集体层表面的功能分子层，功能分子层用于将待测分子固定到纳米粒子聚集体层表面。本实用新型通过在基底上修饰一种或多种功能分子，使得芯片具备不同的功能，从而可以用于不同的检测领域切本实用新型制得的SERS芯片，可重复性高，热点均匀，性质稳定，可大面积生长，灵敏度高。

技术领域

本实用新型涉及表面增强拉曼(Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS)技术，特别是一种SERS芯片。

背景技术

拉曼光谱是一种散射光谱，拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息，并应用于分子结构研究的一种分析方法。该技术因其快速、简单、可重复、无损伤的定性定量分析优势，而被广泛应用于化学、物理学、生物学和医学等各个领域，在纯定性分析、高度定量分析和测定分子结构方面也展现独特优势。SERS增强源包括贵金属溶胶和增强基底。

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，再蒸镀一层银，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模板导致在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转移到其他模板上很难实现大面积制备，且成本高。现有技术中很少有功能化的SERS基底。

另外，目前，通常采用免疫分析法来检测生物分子，而免疫分析方法通过需要二抗或三抗，因此存在材料耗损严重，且需要有色底物或外部标记为进行显示，进一步增加耗材，从而使得成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种功能化的SERS芯片，该功能化的SERS芯片能够按照人为设计去检测特定的目标分子或生物分子，进而构造分子器件或超分子器件，拓展SERS在特殊分子及生物医药方面的应用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种SERS芯片，包括SERS衬底和设置在所述SERS衬底表面的多个纳米结构单元，所述纳米结构单元包括设置在所述SERS衬底表面的多个凹坑、设置在所述凹坑内的纳米粒子聚集体层，所述的纳米结构单元还包括连接在所述纳米粒子聚集体层表面的功能分子层，所述功能分子层用于将待测分子固定到所述纳米粒子聚集体层表面。

优选地，所述功能分子层由一种或多种功能分子组成，所述功能分子包括至少第一官能团和第二官能团，所述第一功能团用于连接所述纳米粒子聚集体层，所述第二功能团用于连接待测分子。

进一步优选地，所述第一功能团包括-SH、＝S、-NH₂、＝NH、≡N中的至少一种；所述第二功能团包括SH、＝S、-NH₂、＝NH、≡N、-NO₂、-COOH、-OH、烷基中的至少一种。