[发明专利]表面增强拉曼散射基底、制备方法及3D富集与检测方法

说明书

一种表面增强拉曼散射基底、制备方法及3D富集与检测方法，该表面增强拉曼基底包括衬底；疏水性有机物再聚合纳米链条层，形成于所述衬底上；以及金属纳米颗粒层，形成于所述疏水性有机物再聚合纳米链条层的表面；其中，所述疏水性有机物再聚合纳米链条层和金属纳米颗粒层相接触的部分形成金属‑疏水性有机物复合纳米颗粒或链条。通过样品液滴在基底上的滚动，吸附基底表面的金属‑疏水性有机物复合纳米颗粒或链条，并使之与分析物分子在样品液滴内充分混合，继而对样品液滴静置蒸发可实现分析物分子和金属‑疏水性有机物复合纳米颗粒或链条的充分混合和3D富集，可进一步提高SERS检测信号强度，提高检测灵敏度。

技术领域

本发明涉及表面增强拉曼散射检测技术领域，尤其涉及一种表面增强拉曼散射基底、制备方法及3D(即三维)富集与检测方法。

背景技术

拉曼散射光谱检测技术是一种不需要对待检测样品进行标记的物质结构分析手段，具有非破坏性、无需接触等特点。随着激光技术和弱信号探测接收技术的发展，作为一种可实现物质结构分子水平检测的手段，拉曼散射光谱检测技术有望在生物检测、疾病诊断、食品安全检测、环境监测、化学分析等领域获得实际和广泛的应用。

表面增强拉曼散射(SERS)是指在激光作用下，使用贵金属纳米结构来增强局域电磁场强度，使得贵金属纳米结构表面附近所附着分子的拉曼散射光谱信号强度得到放大，从而实现对痕量分子的探测的一种技术。

目前，多采用基于纳米粗糙表面或纳米结构的SERS基底，以增强拉曼散射信号的强度。已报道的SERS基底的制备方法主要有溶胶颗粒法、金属电极的电化学湿法腐蚀技术、金属纳米小球蚀刻技术、自催化VLS化学合成生长技术、电子束光刻、聚焦离子束刻蚀以及其它物理化学刻蚀法等等，这些技术在工艺复杂性或工艺可控性等方面或多或少都存在问题，难以实现大规模的商业化生产。

另外，采用上述SERS基底进行分子检测时，常规的SERS基底基本为亲水结构，将分析物液滴滴在该SERS基底上，液滴与基底之间具有较小的接触角与较大的接触面积，致使分析物分子在蒸发之后由于咖啡环效应而不均匀地分布在边缘位置，在一定程度上降低了分析物分子的浓度，因而造成检测信号强度弱，检测灵敏度低的问题。基于此前多项研究中提出的具有超疏水性质的SERS基底有利于富集检测分子，超疏水表面被定义为稳定接触角大于150°，滚动接触角小于10°。但是，现有的具有超疏水性质的SERS基底制备成本高，制备方法复杂，不利于大规模生产。同时，传统超疏水SERS基底上金属纳米结构固定于基底表面，基于此类超疏水SERS基底进行的痕量富集方法，只实现了分子在微小面积内的二维聚集，如果分子聚集成致密层，入射激光可能会被阻挡，因此表面等离子体共振不能被激发。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的是提供一种表面增强拉曼散射基底、制备方法及3D富集与检测方法，以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

作为本发明的一个方面，提供了一种表面增强拉曼散射基底，包括：衬底；疏水性有机物再聚合纳米链条层，形成于所述衬底上；以及金属纳米颗粒层，形成于所述疏水性有机物再聚合纳米链条层的表面；其中，所述疏水性有机物再聚合纳米链条层和金属纳米颗粒层相接触的部分形成金属-疏水性有机物复合纳米颗粒或链条。

作为本发明的另一个方面，提供了一种表面增强拉曼散射基底的制备方法，包括如下步骤：提供衬底；在所述衬底上形成疏水性有机物再聚合纳米链条层；在所述疏水性有机物再聚合纳米链条层的表面形成金属纳米颗粒层；其中，所述疏水性有机物再聚合纳米链条层和金属纳米颗粒层相接触的部分形成金属-疏水性有机物复合纳米颗粒或链条。