[发明专利]一种蒸发诱导自组装生长金纳米棒阵列的方法及检测血糖或葡萄糖的SERS传感器

说明书

本发明提供了一种蒸发诱导自组装生长金纳米棒阵列的方法及检测血糖或葡萄糖的SERS传感器，属于血糖检测技术领域。本发明采用蒸发诱导自组装的方式构建金纳米棒阵列，金纳米棒呈现“肩并肩”自组装，形成稳定的、定向良好的有序的阵列结构。采用本发明方法制备得到的金纳米棒阵列排列整齐、规则，可以增加SERS的拉曼散射截面，提供大量的SERS热点，大大增强了拉曼信号，能够用于血糖或葡萄糖的SERS检测，具有化学稳定性好，再现性、均一性、可重复性好的优点，葡萄糖标准液在1078cm^‑1处的拉曼峰值大小随着葡萄糖浓度的升高而增大，具有一定的线性关系，其线性检测范围为2.5～15mM，检出限是2.5mM。

技术领域

本发明涉及血糖检测技术领域，特别涉及一种蒸发诱导自组装生长金纳米棒阵列的方法及检测血糖或葡萄糖的SERS传感器。

背景技术

糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一种以糖代谢紊乱为主要表现的内分泌代谢疾病，主要是因为遗传因素、免疫功能紊乱、微生物感染及其毒素、自由基毒素、精神因素等各种致病因子作用于机体导致胰岛功能减退、胰岛素抵抗(Insulin Resistance，IR)等而引发的糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱综合征。糖尿病是世界主要的健康问题之一，其治疗目前尚无特效方法，因此对糖尿病患者血糖浓度进行频繁的测定是对糖尿病进行监测、控制的一个重要手段。

血糖检测的方法有多种，如今国际上广泛采用的血糖检测方法有两种：生化分析仪静脉血浆血液检测和血糖仪指尖血或手臂血检测。生化分析仪检测血糖可以获得精确的血糖值，缺点是测量过程缓慢、操作复杂、耗时长；血糖仪检测血糖速度快捷，但测量准确性偏低，误差较大，有时为保证检测结果的准确，需要多次取血检测，给患者带来了较大的心理和生理压力。

近年来，随着激光及其检测技术的不断发展，人们研究了多种基于光学及技术的血糖检测，如表面增强拉曼散射技术(SERS)。表面增强拉曼散射是一种与小物体周围的电磁场增强有关的现象，能够极大增强拉曼光谱，具有高探测灵敏度、高分辨率、水干扰小、可猝灭荧光、稳定性好等优点，能实现对分析物分子极低浓度的检测。Tran Thi Bich Quyen团队制备了一种AuNPs@SiO₂ SERS活性基底，可以检测10^-2mol/L的葡萄糖。SiO₂层提高了该基底的稳定性，但SiO₂无SERS活性，导致拉曼信号弱，并且会影响基底的增强效果，影响测试结果的准确性。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种蒸发诱导自组装生长金纳米棒阵列的方法、一种检测血糖或葡萄糖的SERS传感器，采用本发明方法得到的金纳米棒阵列材料可以增强拉曼信号，能够用于血糖或葡萄糖的SERS检测。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种蒸发诱导自组装生长金纳米棒阵列的方法，包括以下步骤：

(1)将HAuCl₄、硼氢化物类还原剂、阳离子表面活性剂与水混合，进行第一还原反应，得到金纳米种子溶液；

(2)将阳离子表面活性剂、水、可溶性银盐、HAuCl₄、抗坏血酸、盐酸、所述金纳米种子溶液混合，进行第二还原反应，得到金纳米棒生长液；

(3)对所述金纳米棒生长液进行固液分离，所得固体分散于水中，得到金纳米棒分散液；

(4)将所述金纳米棒分散液加载到基底表面，进行蒸发诱导自组装，在基底表面形成金纳米棒阵列。

优选的，所述步骤(1)中，HAuCl₄与阳离子表面活性剂的摩尔比为1:300～400；

所述步骤(2)中，HAuCl₄与阳离子表面活性剂的摩尔比为1:150～200；