[发明专利]利用咖啡环效应的高效富集SERS基底及其制备方法

权利要求书

1.一种利用咖啡环效应的高效富集SERS基底，其特征在于，所述基底上设有一个环形的凹槽，所述凹槽中填充一层吸水层，SERS活性物质渗透吸附于所述吸水层，所述凹槽的中间为基底中心，其中，所述基底采用双重高度差设计：

所述凹槽的外缘的高度h1大于所述基底中心的高度h2，即h1h2；

所述基底中心的高度h2大于所述凹槽的底部的高度h3，即h2h3。

2.根据权利要求1所述的利用咖啡环效应的高效富集SERS基底，其特征在于，通过环形的所述凹槽提供一个引流通道，使SERS活性物质与待测物质在凹槽通道中完成第一级富集；所述凹槽中利用吸水层，使得所述基底快速吸附SERS活性物质与待测物质，促使吸水层与所述基底中心形成吸附竞争，实现SERS基底中的第二级富集。

3.根据权利要求1所述的利用咖啡环效应的高效富集SERS基底，其特征在于，所述SERS活性物质为湿化学方法制备的液态金属或非金属纳米结构。

4.根据权利要求1所述的利用咖啡环效应的高效富集SERS基底，其特征在于，所述吸水层采用两种不同尺寸的双重复合材料，所述双重复合材料中小尺寸功能材料填充吸水层的孔隙，在保证吸水效率的同时降低吸水层的粗糙度获得基底信号均一性。

5.根据权利要求4所述的利用咖啡环效应的高效富集SERS基底，其特征在于，所述小尺寸功能材料为石墨烯、纳米结晶纤维素中一种或多种。

6.根据权利要求4所述的利用咖啡环效应的高效富集SERS基底，其特征在于，所述双重复合材料中大尺寸材料为纸、棉花、吸水树脂、壳聚糖中一种或多种。

7.根据权利要求4所述的利用咖啡环效应的高效富集SERS基底，其特征在于，所述吸水层的厚度h4满足h1-(h3+h4)h2-(h3+h4)0的约束条件。

8.根据权利要求4所述的利用咖啡环效应的高效富集SERS基底，其特征在于，所述基底采用疏水材料制成。

9.根据权利要求1-8任一项所述的利用咖啡环效应的高效富集SERS基底，其特征在于，在所述基底的最底部设有封水层，用于防止SERS活性物质或待测液体逸散。

10.一种权利要求1-9任一项所述的利用咖啡环效应的高效富集SERS基底的制备方法，其特征在于，包括：

制备SERS活性物质；

制备具有环形凹槽的基底，将吸水层填充到基底上凹槽中；所述凹槽采用双重高度差设计，所述凹槽的外缘的高度h1大于所述基底中心的高度h2，即h1h2；所述基底中心的高度h2大于所述凹槽的底部的高度h3，即h2h3；

将SERS活性物质加入基底中心，基于高度差导流到凹槽中，最终由吸水层吸附并均匀地散开。