[发明专利]基于压电复合薄膜的电调控柔性SERS基底及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种基于压电复合薄膜的电调控柔性SERS基底及其制备方法与应用，其自一侧向另一侧依次设置有压电复合薄膜基材、贵金属薄膜、贵金属颗粒层、氧化石墨烯薄膜和砝码；其中，压电复合薄膜基材表面设置有微凸结构阵列；贵金属薄膜的表面粗糙设置。该种SERS基底为灵敏度高、均匀性好、稳定性优异的柔性电调控表面增强拉曼散射基底，可以用于各种实际应用场景，尤其可以用于早期癌症等恶性疾病的诊断。

技术领域

本发明属于生物检测技术领域，具体涉及一种基于压电复合薄膜的电调控柔性SERS基底及其制备方法与应用，可以应用于癌症等恶性疾病的早期诊断。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

表面增强拉曼散射(Surface-enhancement Raman scattering,SERS)可以提升待测分子拉曼光谱的信号强度。

具有压电效应的材料被称作压电材料，在机械应力作用下产生形变并引起内部的极化现象，并在材料表面出现符号相反的电荷。压电复合材料是将两种及两种以上的材料结合在一起制备的新材料，具有较高的压电效应，同时具有优异的柔性和延展性。

现有技术中的SERS基底的制备方法有的以PVDF-hfp/rGO-PEI柔性压电复合多孔薄膜为基材，结合银纳米颗粒构建SERS基底。其采用的多孔薄膜制备过程复杂，且表面粗糙导致基底均匀性较差。还有的通过设置凹槽对颗粒进行限位，提升基底的均匀性，但该种技术仅通过提升外部电场对SERS增强，未考虑内部电势对SERS增强的作用，因此灵敏度受到限制；此外未考虑纳米颗粒氧化问题，导致稳定性较差。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于压电复合薄膜的电调控柔性SERS基底及其制备方法，该种SERS基底为灵敏度高、均匀性好、稳定性优异的柔性电调控表面增强拉曼散射基底，可以用于各种实际应用场景。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本发明提供一种基于压电复合薄膜的电调控柔性SERS基底，其自一侧向另一侧依次设置有压电复合薄膜基材、贵金属薄膜、贵金属颗粒层、氧化石墨烯薄膜和砝码；

其中，压电复合薄膜基材表面设置有微凸结构阵列；

贵金属薄膜的表面粗糙设置。

第二方面，本发明提供所述基于压电复合薄膜的电调控柔性SERS基底的制备方法，包括如下步骤：

采用溶液浇筑法获得压电复合薄膜；

采用热压印工艺将预设图形转移至压电复合薄膜上，获得微凸结构阵列，得到基材；

在微凸结构阵列一侧的基材上离子溅射贵金属薄膜，并酸蚀使其表面粗糙化；

通过水热法在贵金属薄膜的粗糙表面生长一层贵金属颗粒；

在贵金属颗粒层上旋涂氧化石墨烯薄膜；

在氧化石墨烯薄膜表面防止砝码，即得。

第三方面，本发明提供所述的基于压电复合薄膜的电调控柔性SERS基底在癌症诊断中的应用

上述本发明的一种或多种实施例取得的有益效果如下：

与现有技术相比，本发明通过构建压电复合薄膜改善性能，保证较高的压电效应和较好的柔性；采用热压印工艺高效精确制备有序微结构阵列，可将热点分布扩展到空间，并借助结构的一致性提升SERS基底的均匀性；贵金属薄膜不仅可以作为导电层，将内部电势进行传导，还可以金属化微结构表面，提升SERS增强效果。酸蚀处理后的粗糙贵金属表面可以吸附更多的贵金属颗粒，实现热点的高密度分布。氧化石墨烯可以提供化学增强效果并防止贵金属颗粒氧化。

附图说明