[发明专利]一种SERS芯片的制备、保存及上样方法

说明书

本发明提供了一种SERS芯片的制备、保存及上样方法，SERS芯片包括固相芯片基底和设置在所述固相芯片基底上的多个间隔分布的纳米结构单元，所述纳米结构单元包括一个或多个金属纳米粒子，所述保存方法包括通过液态溶剂将新鲜制备的SERS芯片的所述纳米结构单元与空气隔绝。本发明的保存方法简单易行，且可大大延长固相SERS芯片的寿命。本发明通过采用纳米粒子组装的方法并结合水封的方式储存，使得SERS芯片表面具有一层极薄的水层，而该水层能够控制“热点”的开、关，从而能够较好地掌控分子可进入性及“热点”分布可控性的平衡，从而使得SERS芯片的均匀性和重现性好且能够检测低浓度的痕量物质。

技术领域

本发明涉及表面增强拉曼(Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS)技术，特别是一种SERS芯片的制备、保存及上样方法。

背景技术

表面增强拉曼(SERS)技术因其可达单分子检测的超高灵敏度而广受关注，其提供了目标分子相关的指纹特征，表达了诸如分子种类、分子取向、吸附方式等丰富的化学信息。SERS犹如放大镜，将微量信息进行极限放大后呈现在人们面前。因此，SERS作为表界面的重要研究工具，在材料科学、化学、表面催化、环境及食品科学及生物医药等领域具有巨大的应用前景。

SERS的信号增强能力源于基底上独特的纳米结构。当激光照在狭小的纳米结构时，会激发表面等离激元，大大增强了待测物周围的电磁场，提高其拉曼信号的强度。不同纳米结构产生的电磁场增强不同，其中一些特殊位置可产生极大的电磁场增强，这些位置被称为“热点”。热点区域一般仅占整体位置的1％左右，却贡献了整体信号的70％。控制“热点”的形成和排布是SERS芯片制备乃至SERS技术应用的核心，也是目前SERS领域研究的热点。然而，仅有热点是不够的，必须“热点”区域存在目标分子，才能获得相关的有效信息。因此制备样品时使“热点”区域存有目标分子，也应为SERS技术应用的一个重点，然而目前人们却甚少关注。

SERS应用中运用“热点效应”制样，通常有两种方式：一为预先制备“热点”，再将目标分子装入以获取其SERS光谱；另一种为吸附目标分子后，再进行“热点”制备。前者一般为固相芯片，可方便地进行热点排布，对于SERS 芯片的均匀性和重现性均可有效掌控。然而，由于高SERS活性的“热点”往往间隙很小(～1nm)，毛细作用使其分子可进入性大大降低。因此，在检测低浓度的痕量物质时，即使吸附很长时间，也少有目标分子可到达“热点”区域，最终该物质的信号也较为微弱。后者往往为溶胶体系，在吸附了目标物质后，纳米粒子由于表面双电层的破坏，倾向于以热力学更稳定的聚集体方式存在。此种情形下，目标分子吸附较为容易，然而，此种“热点”制备方式随机性太高，形成的“热点”结构千差万别，因此结果的重现性不理想。如何在SERS“热点”分布可控的基础上，兼顾其目标分子可进入性，是一个两难的问题，也是SERS技术发展的一个瓶颈。

发明内容

本发明旨在解决现有技术中SERS“热点”分布可控与目标分子可进入性不能兼顾的问题。

为解决以上问题，本发明第一方面提供一种SERS芯片的保存方法及保存系统。本发明第二方面提供一种SERS芯片的制备方法。第三方面提供一种SERS 芯片的上样方法。

本发明的SERS芯片的保存方法为：SERS芯片包括固相芯片基底和设置在所述固相芯片基底上的多个间隔分布的纳米结构单元，所述纳米结构单元包括一个或多个金属纳米粒子，所述保存方法包括通过液态溶剂将新鲜制备的所述 SERS芯片的所述纳米结构单元与空气隔离。

根据一种实施方式，通过将所述新鲜制备的SERS芯片浸没在所述液态溶剂中进行保存。

根据另一种实施方式，通过将所述液态溶剂滴加在所述SERS芯片上并在所述纳米结构单元上形成液封层进行保存。所述SERS芯片表面包括用于检测样品分子的活性区域，所述纳米结构单元均匀分布在活性区域内，通过将所述液态溶剂滴加在所述活性区域内实现对所有纳米结构单元的液封。