[实用新型]一种SERS芯片产品

说明书

本实用新型涉及一种SERS芯片产品，包括SERS芯片、设有容纳空间的容器、用于浸没纳米结构单元的液态溶剂，SERS芯片包括固相芯片基底和多个间隔分布的纳米结构单元，纳米结构单元包括一个或多个金属纳米粒子。本实用新型能够使SERS芯片上的“热点”处于开的状态，便于目标分子进入“热点”，从而较好地掌控了分子可进入性及“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。并且，SERS芯片与空气隔离，使得芯片的储存期延长，且性能影响较小，从而推动了SERS技术的发展应用。

技术领域

本实用新型涉及表面增强拉曼(Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS)技术，特别是一种SERS芯片产品。

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。

另外，现有技术中的芯片通常在空气中保存，空气中氧气会对贵金属表面(如银)进行氧化刻蚀，影响其SERS稳定性。此外，长期储存使得空气中的有机污染物吸附于SERS芯片表面，引入污染，使其性能下降。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种保存期长且“热点”处于打开状态的SERS芯片产品。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种SERS芯片产品，包括SERS芯片，所述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SERS芯片产品还包括设有容纳空间的容器，所述SERS芯片设置在所述容纳空间内，所述SERS芯片产品还包括用于浸没所述纳米结构单元的液态溶剂。

本实用新型中的金属纳米粒子通过聚集形成所述纳米结构单元，优选通过自组装方法进行聚集。

本实用新型中，纳米结构单元间隔分布指的是相邻两个纳米结构单元之间形成有间隙，而非连接在一起。