适用于生物分子检测的表面增强拉曼光谱基底的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于生物分子检测的表面增强拉曼光谱基底的制备方法，本发明专利技术的方法通过泡沫铜表面预处理、泡沫铜表面贵金属纳米粒子沉积和基底表面生物层处理制备得到适用于生物分子检测的表面增强拉曼光谱基底，本发明专利技术通过拉曼增强基底及其上表面的贵金属结构形成表面等离子体共振效应，对感知区域的局域电场实现增强，并通过增强的电场实现拉曼增强，具备制备稳定性高、成本低以及能够规模化生产的优点。本发明专利技术可以用于生物分子检测领域，包括油菜菌核病、农药残留、沙门氏菌、葡萄糖等生物安全领域的高灵敏度检测。糖等生物安全领域的高灵敏度检测。糖等生物安全领域的高灵敏度检测。

【技术实现步骤摘要】
适用于生物分子检测的表面增强拉曼光谱基底的制备方法


[0001]本专利技术涉及拉曼光谱基底的制备方法，具体的说是一种适用于生物分子检测的表面增强拉曼光谱基底的制备方法。

技术介绍

[0002]表面增强拉曼光谱技术具有增强效果好，灵敏度高特异性好的特点，广泛应用于化学检测和生物分析。拉曼增强基底的增强效应是通过贵金属的微/纳米结构、颗粒或胶体等来实现的。当被光激发时，拉曼增强基底基底上的电磁场强度会大大增加，可用于增强分析物的拉曼散射信号。通常，拉曼增强基底的金属感知层通常沉积在诸如玻璃或硅等刚性材料上。国内外很多人在玻璃、硅片沉积不同粒径的金纳米颗粒或者银纳米颗粒来实现拉曼增强的效果，然而，在许多情况下，由于制作工艺复杂或者制作成本高，不适合与大批量的检测。因此本文制作了一种工艺简单、低成本、灵敏度高的拉曼增强基底。本专利技术可以用于生物、医疗、化学领域，包括医疗诊断和生物化学分析检测(如沙门氏菌等信息)的高灵敏度检测，能够较好的服务于生物检测领域。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的提供一种适用于生物分子检测的表面增强拉曼光谱基底的制备方法。
[0004]为解决以上技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]适用于生物分子检测的表面增强拉曼光谱基底的制备方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1、对泡沫铜表面进行清洗；
[0007]步骤2、在泡沫铜表面进行纳米粒子电化学沉积，得到表面增强拉曼光谱基底；
[0008]步骤3、在上一步的基底表面磁控溅射20
‑
90nm厚度的金纳米层，得到适用于生物分子检测的表面增强拉曼光谱基底。
[0009]进一步的，步骤1具体包括以下步骤：
[0010]将泡沫铜依次用丙酮、乙醇和去离子水在超声波清洗机中进行清洗2
‑
3min，去除有机杂质，将清洗后的泡沫铜在1
‑
2％稀硫酸中进行超声波清洗2
‑
3min，去除表面氧化物，然后用去离子水彻底清洗。
[0011]进一步的，步骤2具体包括以下步骤：
[0012]将清洗后的泡沫铜在10mmol/L硝酸银和硝酸钠的乙醇溶液中进行电化学沉积，反应时间4
‑
8分钟，在泡沫铜表面和缝隙结构中生长出银枝晶结构。
[0013]进一步的，步骤3具体包括以下步骤：
[0014]将步骤2得到的表面增强拉曼光谱基底放置在磁控溅射仪中，调节电流为45
‑
60A，真空蒸镀50
‑
90nm厚度的贵金属银作为活性层。
[0015]本专利技术采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
[0016](1)本专利技术制作的拉曼增强基底成功的解决了传统拉曼增强基底稳定性差的不足之处，通过增加硝酸钠改进反应溶液，在基底上生长出稳定的银枝晶结构，沉积金纳米层作
为活性层，提高拉曼强度及稳定性，还可以增加器件的抗氧化能力，器件的耐久性更好，为拉曼增强基底在生物化学分析检测、光电、医疗诊断等领域的应用提供了基础。
[0017](2)本专利技术制作的基于拉曼增强基底采用电化学沉积的工艺，制作简洁、成本低、效率高，适宜于大规模生产。
[0018]综上所述，本专利技术的拉曼增强基底通过三维金属片表面及其上表面的贵金属薄膜形成表面等离子体共振效应，对感知区域的局域电场实现增强，并通过增强的电场实现拉曼增强，具备制备稳定性高、成本低以及能够规模化生产的优点。本专利技术可以用于生物检测领域，包括油菜菌核病、农药残留、沙门氏菌、葡萄糖等生物安全领域的高灵敏度检测。
[0019]下面结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。
附图说明
[0020]图1、基底制作流程图；
[0021]图2、电化学沉积后表面增强光谱基底图；
[0022]图3、不同反应时间的罗丹明6G的拉曼光谱图；
[0023]图4、直接检测和用基底检测的对比图；
[0024]图5、拉曼基底的SEM表征图；
[0025]图6、不同浓度R6G的检测光谱图；
[0026]图7、随机点的拉曼光谱图；
[0027]图8、基底的稳定性检测图；
[0028]图9、葡萄糖的拉曼光谱图。
具体实施方式
[0029]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0030]实施例1
[0031]如图1所示，一种拉曼增强基底进行拉曼增强实验的测试方法，包括以下步骤：
[0032]1)罗丹明6G溶液制备：称取罗丹明粉末放在烘干箱中烘干，去除多余水分，然后配制母溶液，然后用电子天平进行梯度稀释。
[0033]2)清洗泡沫铜，在泡沫铜表面进行纳米粒子电化学沉积，之后磁控溅射纳米金得到表面增强拉曼光谱基底，如图2所示，对电化学沉积不同时间(4分钟，6分钟，8分钟)的拉曼增强基底进行检测，结果如图3所示。从图中可以看出沉积时间为6分钟的拉曼基底增强效果最好。
[0034]3)将制得的拉曼基底进行SEM表征，结果如图5所示，纳米银枝晶铺满整个基底，大幅提高热点的密度，提高拉曼强度。
[0035]4)将溶液放在玻璃基板上进行测试：用来对比基底的增强效果。结果如图4所示。直接检测时拉曼光谱特征峰几乎看不到，进行SERS检测时，拉曼光谱的强度得到极大的提升，R6G的特征峰清晰可见。
[0036]5)将配制的不同浓度的溶液依次放在拉曼增强基底上进行检测，绘制出拉曼光谱图，测定拉曼基底对R6G的检测极限，结果如图6所示。检测极限低至10
‑
10
M。
[0037]6)在基底上随机采集10个点，得到的拉曼光谱图用来验证基底的均匀性，结果如图7所示，相对标准偏差为15％，效果良好。
[0038]7)放置一段时间后定期检测基底的增强效果，用来验证基底的稳定性。结果如图8所示。在放置一周后，拉曼强度为初始的90％，放置一个月后，拉曼强度为初始的75％，说明该基底有良好的稳定性。
[0039]利用本专利技术的方法制作的表面增强拉曼光谱基底进行拉曼增强实验的测试方法，包括以下步骤：
[0040]步骤1、将标定测试分析物配置成水溶度,依次进行稀释所需浓度，再将液态分析物放在表面增强拉曼光谱基底上，再利用拉曼光谱仪分析分析物溶液的拉曼光谱强度的变化，绘制出相同分析物不同浓度的拉曼光谱图；直接在玻璃基板上检测分析物分子，得到光谱图用于和制得的基底做对比；在基底上随机选取10个点，通过检测得到分析物的拉曼光谱图，用于检测其均匀性；在放置一周后，检测相同分析物的拉曼光谱，用于检测其稳定性。
[0041]步骤2、将步骤1中所得到的光谱图建立模型，当对同种类的待检测样品的未知浓度进行检测时，依据所获得的拉曼光谱中的光谱强度曲线，实现分析物的物质浓度分析检测。
[0042]测试方法实施例：
[0043]1)葡萄本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.适用于生物分子检测的表面增强拉曼光谱基底的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、对泡沫铜表面进行清洗；步骤2、在泡沫铜表面进行纳米粒子电化学沉积，得到表面增强拉曼光谱基底；步骤3、在上一步的基底表面磁控溅射20
‑
90nm厚度的金纳米层，得到适用于生物分子检测的表面增强拉曼光谱基底。2.根据权利要求1所述的适用于生物分子检测的表面增强拉曼光谱基底的制备方法，其特征在于，步骤1具体包括以下步骤：将泡沫铜依次用丙酮、乙醇和去离子水在超声波清洗机中进行清洗2
‑
3min，去除有机杂质，将清洗后的泡沫铜在1
‑
2％稀硫酸中进行超声波清洗2
‑
3m...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭望，徐志函，贾向婷，倪千秋，张蒙召，
申请(专利权)人：华中农业大学，
类型：发明
国别省市：