一种原位高通量检测芯片的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种原位高通量检测芯片的制备方法，该方法包括以下步骤：⑴制备三角形的Ag@Au核壳纳米粒子：将AgNO3溶液和柠檬酸钠溶液混合后加入H2O2溶液，最后，在搅拌条件下迅速加入新制冰冷的NaBH4溶液，反应结束后，即得银三角纳米颗粒溶液；在所述银三角纳米颗粒溶液中加入PVP溶液，然后依次加入二乙胺溶液、抗坏血酸溶液，混合均匀后在搅拌条件下加入HAuCl4溶液，反应结束后，即得Ag@Au核壳纳米颗粒的水溶液；⑵基于Ag@Au三角纳米粒子的芯片的制备：制备处理后的玻璃基片；将所述处理后的玻璃基片放入表面皿中，倒入所述Ag@Au核壳纳米颗粒的水溶液组装，并依次经清洗、吹干，即得Ag@Au三角纳米粒子芯片。本发明专利技术操作简单，成本低，稳定性好，灵敏度高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及快速检测
，尤其涉及一种原位高通量检测芯片的制备方法。
技术介绍
随着人类活动对自然环境的不断撷取，冶金、采矿和燃煤等工业的发展以及含重金属农药的运用，大量的重金属被释放到环境中，造成了局部地区的高浓度重金属环境污染现象。目前，环境中的重金属含量变化的检测缺少原位、高效的监测手段，成为一个亟待解决的关键问题。局部表面等离子共振(LSPR)光谱技术作为一种和纳米技术相结合，用于化学和生物检测的新型手段而受到广泛关注。作为一种新型检测方法，LSPR检测相对于生物检测中传统的酶联免疫吸附法具有诸多优点：比如免标记，成本低，响应速度快，操作、结构简单，便于存储和携带，并且可以实现原位、高通量检测。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种操作简单、成本低、稳定性好、灵敏度高的原位高通量检测芯片的制备方法。为解决上述问题，本专利技术所述的一种原位高通量检测芯片的制备方法，包括以下步骤：⑴制备三角形的Ag@Au核壳纳米粒子：①制备银三角纳米颗粒溶液：将0.05~3mmol/L的AgNO3溶液和0.05~10mmol/L的柠檬酸钠溶液按照体积比49：1~30：20的比例混合，使其总体积为50mL；然后加入0.1~1mL质量分数为10%~50%的H2O2溶液，最后，在搅拌条件下迅速加入新制冰冷的50~200mmol/L的NaBH4溶液0.1~1mL，反应结束后，即得银三角纳米颗粒溶液；②合成Ag@Au核壳纳米颗粒的水溶液：在所述银三角纳米颗粒溶液中加入0.1~2mmol/L的PVP溶液1~10mL，然后依次加入0.1~1mmol/L二乙胺溶液0.1~3mL、0.1~1mmol/L的抗坏血酸溶液0.1~3mL，混合均匀后在搅拌条件下加入0.01%~1%的HAuCl4溶液0.1~10mL，反应结束后，即得Ag@Au核壳纳米颗粒的水溶液；⑵基于Ag@Au三角纳米粒子的芯片的制备：a. 制备处理后的玻璃基片：将双面都没有磨砂的标准显微镜用玻璃基片裁成片状，清洗干净后依次浸入食人鱼酸洗液、质量浓度为10~50%的氨水中进行超声处理，使其表面羟基化，然后依次经超纯水清洗、氩气吹干后，在APTES混合液中浸泡进行表面氨基化处理，6~36h后得到表面已氨基化的玻璃基片，该表面已氨基化的玻璃基片在体积浓度为60~95%的乙醇中超声处理后依次经超纯水清洗、氩气吹干，最后在温度为60~80℃的条件下烘干至恒重，即得处理后的玻璃基片；b. 玻璃基片表面Ag@Au核壳纳米粒子的组装：将所述处理后的玻璃基片放入表面皿中，倒入所述Ag@Au核壳纳米颗粒的水溶液，并使该Ag@Au核壳纳米颗粒的水溶液没过所述处理后的玻璃基片，组装6~72h后，取出所述处理后的玻璃基片，并依次经超纯水清洗、氩气吹干，即得Ag@Au三角纳米粒子芯片。所述步骤a.中片状尺寸为1cm×1cm。所述步骤a.中APTES混合液是指3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)与无水乙醇按1：15的体积比混合而成的溶液。所述步骤a.中超声处理条件是指超声波的频率为25kHz、功率为100~400W，处理时间为5~120min。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术所制得的Ag@Au核壳纳米颗粒的灵敏度对介质环境折光率的灵敏度可以达到570 nm/RIU如图1所示，明显的大于以前报道过的三角形的银纳米颗粒，球形的金、银纳米颗粒的灵敏度。2、原则上讲，Ag纳米粒子由于更强和更窄的等离子体共振峰，可以被广泛的应用在化学和生物传感以及成像和催化方面，但是银纳米粒子的结构易在盐溶液，卤素，氧化剂，加热以及紫外灯照射等条件下发生改变，这就很大程度上限制了银纳米粒子在很多实际方面的应用。而当往银三角的表面镀上一层均匀且和很薄的金膜时，可以大大提高银三角的稳定性，从而提升银纳米粒子的实际应用价值。本专利技术所制备的银三角纳米颗粒以及Ag@Au核壳结构纳米粒子的透射电镜照片如图2、3、4所示，可以看出银三角的表面镀上一层均匀且和很薄的金膜。将Ag@Au核壳纳米颗粒分别浸入超纯水及PBS缓冲液(10 mM, pH= 7.4)中一段时间，经测定，其最大吸收波长未发生偏移，如图5、6所示，证明本专利技术所制备的Ag@Au核壳纳米颗粒具有很好的稳定性。3、金纳米粒子具有易修饰以及很好的生物相容性的性质，所以本专利技术在银纳米粒子表面上沉积一层金膜，不仅有效地保护了银纳米粒子不受外界环境的干扰，还有效提高了银纳米颗粒的物理和化学性质。将Ag@Au核壳结构的纳米颗粒分别浸入CH3OH (n = 1.3301), H2O (n = 1.333), CH3CN (n = 1.343), C2H5OH (n = 1.362), CH3(OH)CH3CH (n = 1.3776), HOCH2CH2OH (n = 1.4318)六种不同的溶剂中，测定紫外-近红外消光光谱的最大吸收光波如图7所示，并且将Ag@Au核壳纳米粒子的LSPR λmax的位移值与溶剂的折光率(n)进行线性回归，其线性关系较好（R2=0.992）如图8所示，证明本专利技术所制备的Ag@Au核壳纳米颗粒具有很好的灵敏度。4、本专利技术针对环境水体中砷的检测缺少原位、高效手段这一难题，制作LSPR检测芯片监测水体中砷含量变化，具有方便、迅速、灵敏、高通量的检测的特性及广泛的应用价值。5、本专利技术操作简单，成本低，稳定性好，灵敏度高。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。图1为本专利技术制备的银三角纳米颗粒以及Ag@Au核壳结构纳米粒子的紫外-可见消光光谱图。图2为本专利技术制备的银三角纳米颗粒以及Ag@Au核壳结构纳米粒子的透射电镜照片（20nm）。图3为本专利技术制备的银三角纳米颗粒以及Ag@Au核壳结构纳米粒子的透射电镜照片（5nm）。图4为本专利技术Ag@Au核壳结构纳米粒子的扫描电镜照片。图5为本专利技术Ag@Au核壳纳米粒子在超纯水中储存一定时间的紫外-可见消光光谱。图6为本专利技术Ag@Au核壳纳米粒子在PBS缓冲液(10 mM, pH= 7.4)中储存一定时间的紫外-可见消光光谱。图7为本专利技术Ag@Au核壳结构的纳米颗粒在六种不同的溶剂中紫外-近红外消光光谱，从左至右: CH3OH (n = 1.3301), H2O (n = 1.333), CH3CN (n = 1.343), C2H5OH (n = 1.362), CH3(OH)CH3CH (n = 1.3776), HOCH2CH2OH (n = 1.4318)。图8为本专利技术Ag@Au核壳纳米粒子的LSPR λmax的位移值与溶剂的折光率(n)的关系。具体实施方式实施例1 一种原位高通量检测芯片的制备方法，包括以下步骤：⑴制备三角形的Ag@Au核壳纳米粒子：①制备银三角纳米颗粒溶液：将0.05mmol/L的AgNO3溶液和0.05mmol/L的柠檬酸钠溶液按照体积比49：1的比例混合，使其总体积为50mL；然后加入0.1mL质量分数为10%的H2O2溶液，最后，在搅拌条件下迅速加入新制冰冷的50mmol/L的NaBH4溶液0.1mL，反应结束后，即得银三角纳米颗粒溶液。②合成Ag@Au核壳纳米颗粒的水溶液：在银三角纳米颗粒溶液中加入0.1mmol/L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种原位高通量检测芯片的制备方法，包括以下步骤：⑴制备三角形的Ag@Au核壳纳米粒子：①制备银三角纳米颗粒溶液：将0.05~3mmol/L的AgNO3溶液和0.05~10mmol/L的柠檬酸钠溶液按照体积比49：1~30：20的比例混合，使其总体积为50mL；然后加入0.1~1mL质量分数为10%~50%的H2O2溶液，最后，在搅拌条件下迅速加入新制冰冷的50~200mmol/L的NaBH4溶液0.1~1mL，反应结束后，即得银三角纳米颗粒溶液；②合成Ag@Au核壳纳米颗粒的水溶液：在所述银三角纳米颗粒溶液中加入0.1~2mmol/L的PVP溶液1~10mL，然后依次加入0.1~1mmol/L二乙胺溶液0.1~3mL、0.1~1mmol/L的抗坏血酸溶液0.1~3mL，混合均匀后在搅拌条件下加入0.01%~1%的HAuCl4溶液0.1~10mL，反应结束后，即得Ag@Au核壳纳米颗粒的水溶液；⑵基于Ag@Au三角纳米粒子的芯片的制备：a. 制备处理后的玻璃基片：将双面都没有磨砂的标准显微镜用玻璃基片裁成片状，清洗干净后依次浸入食人鱼酸洗液、质量浓度为10~50%的氨水中进行超声处理，使其表面羟基化，然后依次经超纯水清洗、氩气吹干后，在APTES混合液中浸泡进行表面氨基化处理，6~36h后得到表面已氨基化的玻璃基片，该表面已氨基化的玻璃基片在体积浓度为60~95%的乙醇中超声处理后依次经超纯水清洗、氩气吹干，最后在温度为60~80℃的条件下烘干至恒重，即得处理后的玻璃基片；b. 玻璃基片表面Ag@Au核壳纳米粒子的组装：将所述处理后的玻璃基片放入表面皿中，倒入所述Ag@Au核壳纳米颗粒的水溶液，并使该Ag@Au核壳纳米颗粒的水溶液没过所述处理后的玻璃基片，组装6~72h后，取出所述处理后的玻璃基片，并依次经超纯水清洗、氩气吹干，即得Ag@Au三角纳米粒子芯片。...

【技术特征摘要】
1.一种原位高通量检测芯片的制备方法，包括以下步骤：⑴制备三角形的Ag@Au核壳纳米粒子：①制备银三角纳米颗粒溶液：将0.05~3mmol/L的AgNO3溶液和0.05~10mmol/L的柠檬酸钠溶液按照体积比49：1~30：20的比例混合，使其总体积为50mL；然后加入0.1~1mL质量分数为10%~50%的H2O2溶液，最后，在搅拌条件下迅速加入新制冰冷的50~200mmol/L的NaBH4溶液0.1~1mL，反应结束后，即得银三角纳米颗粒溶液；②合成Ag@Au核壳纳米颗粒的水溶液：在所述银三角纳米颗粒溶液中加入0.1~2mmol/L的PVP溶液1~10mL，然后依次加入0.1~1mmol/L二乙胺溶液0.1~3mL、0.1~1mmol/L的抗坏血酸溶液0.1~3mL，混合均匀后在搅拌条件下加入0.01%~1%的HAuCl4溶液0.1~10mL，反应结束后，即得Ag@Au核壳纳米颗粒的水溶液；⑵基于Ag@Au三角纳米粒子的芯片的制备：a. 制备处理后的玻璃基片：将双面都没有磨砂的标准显微镜用玻璃基片裁成片状，清洗干净后依次浸入食人鱼酸洗液、质量浓度为10~50%的氨水中进行超声处理，使其表面羟基...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈朋，王强，王一青，景原雪，李素岳，路广通，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：甘肃;62