[发明专利]一种石墨烯-超材料吸收器及其在检测抗生素中的应用

说明书

本发明公开了一种石墨烯‑超材料吸收器，由石墨烯和超材料吸收器组成。所述超材料吸收器由若干个单吸收器形成阵列结构；每个单吸收器由底层、中间介质和顶层三层结构组成，其底层材料为铝、中间介质材料为高阻硅、顶层材料为金。本发明还包括所述石墨烯‑超材料吸收器在检测抗生素中的应用。本发明可以突破传统抗生素检测方法中样品前处理过程复杂、分析周期长、有机溶剂消耗量大，且对操作者专业能力要求较高，不便于基层推广使用等瓶颈。采用石墨烯‑超材料吸收器作为载体，可以实现快速无损的抗生素浓度表征。

技术领域

本发明涉及抗生素浓度检测技术领域，尤其涉及一种石墨烯-超材料吸收器及其在检测抗生素中的应用。

背景技术

目前，抗生素作为使用最为广泛的药物已经取得了惊人的发展，成为当前微生物学不可或缺的发展方向。尽管如此，由于抗生素耐药水平的不断提高、相关药物研发投入的缩减以及抗生素药业公司的日益减小等问题使细菌感染引发的疾病得不到有效地治疗，从而严重威胁到了居民的身体健康。

一般来说，抗生素的浓度与药效成正相关关系，但过高的抗生素浓度又会增加病菌的耐药性，浓度过低又达不到治疗的效果，因此设置合理的抗生素浓度也就变得尤为重要。这样，对于不同抗生素类药物浓度的测定工作也就具有了重要意义。傅生会等人对近四十年来利用荧光光度法测定头孢菌素类抗生素的研究进展进行了总结，包括利用药物酸性或碱性降解产物的荧光光度法、利用药物与金属离子的氧化还原和络合作用的荧光光度法和利用药物与有机荧光试剂反应的荧光光度法；张兰桐等人通过研究发现可以用钒酸铵以分光光度法测定四环素和头孢菌素类抗生素的含量。尽管以上两种方法都能实现对抗生素浓度的检测，但因为其实验过程中都需要加入其他试剂，容易对实验造成不小的干扰，从而影响测定结果的可信度。因此需要寻求一种灵敏度高、无需加入其他试剂，可以实现无标记检测方法。

发明内容

为了克服现有抗生素检测的不足,本发明专利提供一种石墨烯-超材料吸收器及其在检测抗生素中的应用，该石墨烯-超材料吸收器不仅能够检测不同浓度的抗生素，而且可以检测不同类型的抗生素。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种石墨烯-超材料吸收器，由石墨烯和超材料吸收器组成。

所述超材料吸收器由若干个单吸收器形成阵列结构；

每个单吸收器由底层、中间介质和顶层三层结构组成，其底层材料为铝、中间介质材料为高阻硅、顶层材料为金；所述底层与中间介质为大小一致的正方形结构且紧密贴合在一起；所述顶层材料紧密贴合在中间介质的上表面，由位于中间介质中部的内正方形结构和外正方形结构组成；所述内正方形结构位于所述外正方形结构内且两者的中点重合；所述外正方形结构的边长小于所述中间介质的边长，且其一组对边与所述内正方形结构的一条对角线平行，其另一组对边与所述内正方形结构的另一条对角线平行；所述外正方形结构的每条边的中心部位都设有一开口。

所述石墨烯紧密贴合在所述中间介质和顶层所处的超材料吸收器的表面上。

进一步地，所述超材料吸收器采用表面微加工技术制备，具体为：首先，在高阻硅材料的一侧涂上光刻胶，将铝材料按其大小贴合在其上面；其次，将高阻硅材料的另一侧涂上光刻胶，并对光刻胶上的图案进行曝光和显影形成顶层结构图案；然后，对高阻硅材料进行热蒸发沉积将金属金均匀地沉积在显影形成的图案上；最后，对高阻硅进行溶脱得到超材料吸收器阵列。

进一步地，石墨烯与超材料的贴合过程为：用镊子夹住超材料吸收器去贴合石墨烯，使石墨烯紧密贴合在所述中间介质和顶层所处的超材料吸收器的表面上，然后将其加入丙酮浸泡若干分钟，最后放入烘箱烘干得到所述石墨烯-超材料吸收器。