CN103822912A - 超疏水型sers复合基底 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超疏水型SERS复合基底，包括具有超疏水表面的基础层和SERS基底层，SERS基底层嵌入或放置于基底层超疏水结构表面，所述SERS基底层的尺寸小于一滴溶液位于超疏水表面形成的液滴尺寸；本发明被检测物质的溶液滴于SERS基底层后，在超输水表面形成圆球形或椭球形液滴并可全面覆盖该SERS基底层，超疏水表面与微小的SERS消除了现有技术的边缘效应，保证了被检测溶质在SERS基底分布的均匀性，从而提高了检测结果的确定性和稳定性；被检测溶液在超疏水表面形成比表面积较大的球形液滴，在其浓缩后能提高被测溶质的浓度，提高了检测的灵敏度和准确度；因此，相比一般的SERS基底，该基底具有更好的增强效果和超高的分析灵敏度，适用于超痕量样品的检测。
Description
技术领域
本发明涉及分子光谱分析检测领域，具体涉及一种用于表面增强拉曼散射的基底及其制备方法。
背景技术
光照射到物质上发生弹性散射和非弹性散射，弹性散射的散射光是与激发光波长相同的成分，非弹性散射的散射光有比激发光波长长的和短的成分，称之为拉曼散射，所获得的光谱称之为拉曼光谱。拉曼光谱属于分子振动光谱，是物质分子的指纹，依据拉曼效应制作的拉曼光谱仪可以用于准确定性鉴别样品。拉曼光谱的分析方法一般不需要对样品进行前处理，并且在分析过程中操作简便，测定时间短，是一种可以对样品同时进行定性和定量的分析技术，具有极为广泛的应用前景。表面增强拉曼光谱（SERS）是基于上述原理发展而发展起来的高灵敏度光谱分析技术，SERS可以用于准确定性与定量鉴别样品，比如对溶液内的物质含量进行检测。
现有技术中，SERS检测溶液中一般有三种方式：①在样品溶液中添加纳米材料，并诱导纳米粒子聚集以形成SERS热点；②在SERS基底上直接滴加样品溶液，让其铺展、干燥并进行分析；③将SERS光极插入样品溶液采集信号等。
现有技术中，SERS基底上直接滴加样品溶液属于较为普遍采用的方式，该方式中，SERS基底一般采用硬质载玻片、硅片等固体基础物质，表面生长具有一定粗糙度的物质，再通过蒸镀贵金属形成基底；或直接在硬质载体上附着贵金属纳米材料，能够达到较好的增强效果。上述现有技术的SERS基底在滴加溶液后，液滴会很快扩散，在此过程中，会产生明显的边缘效应，即溶液中的溶质会聚集于扩散后的边缘部分，导致边缘部分溶质的浓度高于中间部分，影响检测的稳定性与准确性。同时，上述基底不具有浓缩效果，对痕量物质灵敏度较低。
因此，需要一种基底，对溶液具有浓缩作用，保证检测的灵敏度以及准确度，浓缩后的溶液避免出现边缘效应，整个浓缩溶液被检测物质含量均匀，保证检测结果的确定性和稳定性，为进一步促进SERS技术在国土安全，环境监测，食品安全及医疗卫生等领域得到更广泛的应用提供条件。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种高性能和廉价的超疏水型SERS复合基底，超疏水结构保证溶液滴在上面为比表面积大的球状，利于溶剂挥发，对溶液具有浓缩作用，保证检测的灵敏以及准确，而较小的SERS基底嵌入超疏水结构内或位于超疏水层的表面，液滴就只能附着在SERS基底，避免溶液扩散引起的边缘效应，使被检测物质分布均匀，保证检测结果的确定性和稳定性，为进一步促进SERS技术在国土安全，环境监测，食品安全及医疗卫生等领域得到更广泛的应用提供条件。
本发明的超疏水型SERS复合基底，包括具有超疏水表面的基础层和SERS基底层，所述SERS基底层嵌入或放置于基底层超疏水结构表面，所述SERS基底层的尺寸小于一滴溶液位于超疏水表面形成的液滴尺寸。
进一步，SERS基底层放置于所述超疏水结构表面；
进一步，所述SERS基底层由滤纸表面附着表面增强层形成；
进一步，所述SERS基底层的大小为直径小于3毫米的圆形；
进一步，所述基础层为弧形凹槽形结构，所述超疏水表面为弧形凹槽形结构的内表面，所述SERS基底层位于弧形凹槽内表面的最底部；
进一步，表面增强层为贵金属层，所述贵金属层为金、银、铜中的任意一种。
本发明的有益效果：本发明的超疏水型SERS复合基底，被检测物质的溶液滴于SERS基底层后，在超输水表面形成圆球形或椭球形液滴并可全面覆盖该SERS基底层，超疏水表面与微小的SERS消除了现有技术的边缘效应，保证了被检测溶质在SERS基底分布的均匀性，从而提高了检测结果的确定性和稳定性；被检测溶液在超疏水表面形成比表面积较大的球形液滴，在其浓缩后能提高被测溶质的浓度，提高了检测的灵敏度和准确度；因此，相比一般的SERS基底，该基底具有更好的增强效果和超高的分析灵敏度，适用于超痕量样品的检测，为进一步促进SERS技术在国土安全，环境监测，食品安全及医疗卫生等领域得到更广泛的应用提供条件。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。
图1为本发明结构示意图；
图2为图1沿A-A剖视图。
具体实施方式
图1为本发明结构示意图，图2为图1沿A-A剖视图；如图所示：本实施例的超疏水型SERS复合基底，包括具有超疏水表面11的基础层1和SERS基底层2，所述SERS基底层2嵌入或放置于基底层1超疏水结构表面11，所述SERS基底层2的尺寸小于一滴溶液位于超疏水表面形成的液滴尺寸；即SERS基底层为片状结构，其最大尺寸不能大于一滴溶液滴于超疏水表面的水平尺寸，溶液滴于超输水后形成椭球或圆球形，全面覆盖了SERS基底层，浓缩后在SERS基底层表面形成物质均匀的浓缩溶液；SERS基底层2可采用嵌入基底层1超疏水结构表面11的结构，即破坏与SERS基底层2大小一致的超疏水结构表面，将SERS基底层2嵌入并修补，同样可实现发明目的；当然，直接放置于超疏水结构表面也能实现发明目的。
本实施例中，SERS基底2放置于所述超疏水结构表面，SERS基底2使用后可更换另一块SERS基底，超疏水结构可继续使用，具有可重复性，节约使用成本。
本实施例中，所述SERS基底层由滤纸21表面附着表面增强层22形成；采用滤纸11作为SERS基底层2的基层，具有背景噪声小；可以与被测样品分离、吸附、浓缩的优点；当然，也可以是砂纸、镜头纸或毛玻璃等，根据不同要求，采用不同的材料。
本实施例中，所述SERS基底层2的大小为直径小于3毫米的圆形，较好的适用于滴加溶液进行浓缩检测的方式，适应于液滴的形状；当然，也可以是其它任意形状，但不宜于标准化生产，并且与液滴形状有差别。
本实施例中，所述基础层1为弧形凹槽形结构，所述超疏水表面11为弧形凹槽形结构的内表面，所述SERS基底层2位于弧形凹槽内表面的最底部；具有较好的自动定位功能，防止滴加溶液后无法精确定位而导致的检测效率低的问题。
本实施例中，表面增强层22为贵金属层，所述贵金属层为金、银、铜中的任意一种。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种超疏水型SERS复合基底，其特征在于：包括具有超疏水表面的基础层和SERS基底层，所述SERS基底层嵌入或放置于基底层超疏水结构表面，所述SERS基底层的尺寸小于一滴溶液位于超疏水表面形成的液滴尺寸。
2.根据权利要求1所述的超疏水型SERS复合基底，其特征在于：SERS基底层放置于所述超疏水结构表面。
3.根据权利要求2所述的超疏水型SERS复合基底，其特征在于：所述SERS基底层由滤纸附着表面增强层形成。
4.根据权利要求3所述的超疏水型SERS复合基底，其特征在于：所述SERS基底层的大小为直径小于3毫米的圆形。
5.根据权利要求4所述的超疏水型SERS复合基底，其特征在于：所述基础层为弧形凹槽形结构，所述超疏水表面为弧形凹槽形结构的内表面，所述SERS基底层位于弧形凹槽内表面的最底部。
6.根据权利要求5所述的超疏水型SERS复合基底，其特征在于：表面增强层为贵金属层，所述贵金属层为金、银、铜中的任意一种。
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