[发明专利]一种具有等离子体增强效应的微针贴片及其制备方法和应用

说明书

本发明属于样品分析技术领域，具体涉及一种具有等离子体增强效应的微针贴片及其制备方法和应用。其中，具有等离子体增强效应的微针贴片以微针贴片为载体，表面负载具有等离子体共振效应的纳米颗粒。本发明的微针贴片可快速富集固体样品中的待检分析物，并利用其表面负载的纳米颗粒的等离子体效应，增强拉曼检测信号，实现食品中微生物等的快速检测，具有操作简便、检测时间大大缩短等特点。

技术领域

本发明属于样品分析技术领域，具体涉及了一种具有等离子体增强效应的微针贴片及其制备方法和应用。

背景技术

微生物广泛存在于自然界和环境中，近年来，由致病性微生物引起的食品安全问题日益突出。据世界卫生组织统计，全世界每年有数十亿例由食源性致病菌引发的食物中毒事件，严重威胁人体健康。因此，构建快速、准确、高效的致病微生物检测方法具有重要的现实意义。

拉曼光谱能够提供分析物的振动光谱，从而揭示其物质结构信息，适用于致病微生物的现场在线监测。然而由于微生物自身产生的拉曼散射信号较弱，且容易受到自身荧光的干扰，在实际检测过程中存在一定的局限。此外，微生物检测的前处理方法操作繁琐复杂，耗时长达3～5h。表面增强拉曼光谱(SERS)能有效克服拉曼散射的不足，其关键点在于如何制备高效稳定、能大大增强拉曼信号的活性基底。

微针贴片是一种新型载体，通常由玻璃、金属、硅胶或其他聚合物材料制作而成。特别是由具有三维网络的聚合物制备而成的微针贴片在按压到生物组织表面后，可通过溶胀驱动的毛细管流使目标分子聚集在微针尖端周围，从而实现快速提取的目的，具有高效、经济、安全的特点。目前已成功应用于人体组织液生物信号提取与监测、植物病害监控等方面。金、银和铜等贵金属纳米体系由于其优异的光学性能，已在SERS领域中广泛应用。利用负载纳米颗粒的活性基底，能大大增强拉曼检测信号，实现目标待检物的高灵敏分析。

因此，利用臭氧处理，增强微针贴片的粘附力，实现纳米颗粒在针体表面的负载，有望获得具有等离子增强效应的微针贴片。

通过上述对拉曼光谱检测技术的现状描述，以及对微针贴片和纳米颗粒优点的介绍，本发明提供了一种具有等离子增强效应的微针贴片及其制备方法和应用，微针贴片经由表面等离子体化处理，具有表面等离子体增强效应，结合拉曼光谱技术，可快速提取及利用拉曼信号评估食品中的微生物含量，无需前处理过程，操作简便，灵敏度高。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种具有等离子体增强效应的微针贴片及其制备方法和应用，微针贴片经由表面等离子体化处理，具有表面等离子体增强效应，实现对食品中微生物的快速检测。

为了实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种具有等离子体增强效应的微针贴片，以微针贴片为载体，表面负载具有等离子体共振效应的纳米颗粒。

本发明的微针贴片经由表面等离子体化处理，具有表面等离子体增强效应，应用于拉曼光谱检测时具有放大的信号值。

作为优选方案，所述微针贴片具有化学交联结构。插入食品基质后可借由溶胀效应快速富集待检目标物，从食品中剥离时依然保持完整的形态与结构。

作为优选方案，所述纳米颗粒为纳米金、纳米银，以及CuO、Al₂O₃、MgO、Fe₂O₃、ZnO、ZrO₂纳米颗粒中的一种或几种。

本发明还提供如上任一方案所述的微针贴片的制备方法，包括以下步骤：

(1)对微针贴片进行臭氧处理；

(2)将纳米颗粒负载于经过步骤(1)处理的微针贴片上。

作为优选方案，所述步骤(1)中，臭氧处理浓度不低于50g/m³。