[发明专利]一种SERS基底及其制备方法、检测装置

说明书

本发明提供一种SERS基底及其制备方法、检测装置，包括选择一由不锈钢材料制作而成的基底；采用飞秒激光以两种扫描速度在基底表面诱导出图案化纳米结构并进行化学处理后，使基底表面形成有具备不同润湿性的低粘附性超疏水结构和高粘附性疏水结构；通过真空磁控溅射方式，在基底表面均匀沉积一定厚度的金膜，即制备得到高粘附性图案化超疏水SERS基底；高粘附性图案化超疏水SERS基底表面形成有接触角高滚动角低的低粘附性超疏水表面和接触角低滚动角高的高粘附性疏水表面。实施本发明，能避免超痕量分子的随机扩散，实现拉曼光谱仪下的精准定位，提高了检测灵敏度。

技术领域

本发明涉及环境检测技术领域，尤其涉及一种基于SERS(表面增强拉曼光谱，Surface Enhanced Raman Spectroscopy)技术的自动化超痕量检测装置及其检测方法。

背景技术

随着现代工业的快速发展和人民生活的提高，农药、重金属等有害物质成为人们日常生活的困扰。从2010年广西龙江河镉污染事件到2016年常州毒地事件，各种环境问题严重威胁着人们的身体健康。因此，如何快速准确检测环境中的有害物质对维护人民健康具有重大意义。

目前，环境中有害物质的检测方法种类繁多，主要有高效液相、荧光光谱、红外光谱以及近红外光谱等，但这些传统检测方法过于依赖昂贵的检测设备，样品预处理过于复杂，很难在现场环境中实现对有害物质的快速准确检测。

随着国家对环境中污染物的最大残留限量要求越来越高(通常要求低于1ppm)，因此实现对超低浓度有害物质的精准检测己经十分紧迫。同时减轻实验人员工作压力，实现现场检测和缩短检测周期等要求也迫在眉睫。在此情况下，SERS因其痕量检测的灵敏性、准确性和重复性成为当前的研究热点。

为提高检测SERS的性能，研究人员利用超疏水材料制备了超疏水SERS基底，当分析液滴在超疏水SERS基底蒸发浓缩时可有效抑制“咖啡环”效应，避免了液体的待测物质在蒸发过程中沉积在固液接触线处，因此可以利用该方法有效的提升检测灵敏性与准确性。

然而，在对无色或浓度极低的样品进行检测时，超疏水表面的浓缩液样品即便采用显微拉曼光谱仪也难以在短时间内捕捉到准确测量位置。此外，拉曼光谱仪因其光路设备的精密性和复杂性，很难实现现场原位探测应用。

因此，亟需一种SERS基底，能避免超痕量分子的随机扩散，实现拉曼光谱仪下的精准定位，提高了检测灵敏度。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种高粘附性图案化超疏水SERS基底及其制备方法、检测装置，能避免超痕量分子的随机扩散，实现拉曼光谱仪下的精准定位，提高了检测灵敏度。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种SERS基底制备方法，所述方法包括以下步骤：

选择一由不锈钢材料制作而成的基底；

采用飞秒激光以两种扫描速度在所述基底表面诱导出相应的图案化纳米结构，并待化学处理后，使所述基底表面形成有具备不同润湿性的低粘附性超疏水结构和高粘附性疏水结构；其中，所述高粘附性疏水结构位于所述基底表面的中心区域，所述低粘附性超疏水结构位于所述基底表面的周边区域；

通过真空磁控溅射方式，在所述基底表面均匀沉积一定厚度的金膜，即制备得到高粘附性图案化超疏水SERS基底；其中，所述高粘附性图案化超疏水SERS基底表面形成有位于周边区域的低粘附性超疏水表面和位于中心区域的高粘附性疏水表面；所述低粘附性超疏水表面的接触角高于所述高粘附性疏水表面的接触角，所述低粘附性超疏水表面的滚动角低于所述高粘附性疏水表面的滚动角。

其中，所述化学处理的步骤具体包括：

将所述基底放置在硬脂酸乙醇溶液中浸泡60min后，自然干燥。