[发明专利]一种多模态跨尺度感知芯片及制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种多模态跨尺度感知芯片及制备方法和应用，该芯片由胶体溶液材料和基底材料制备而成。制备方法为：①取金属纳米颗粒胶体溶液置于反应瓶中，加入树状大分子溶液，搅拌，得金属纳米颗粒胶体溶液；②向上述胶体溶液中，逐滴加入金属纳米颗粒胶体溶液，搅拌，得到单一尺寸或混合尺寸金属纳米颗粒胶体溶液材料；③将基底材料浸泡于树状大分子溶液中，除去树状大分子溶液，加入步骤②所得的胶体溶液材料浸泡，干燥，即得芯片。本发明所提供的芯片具有良好的表面增强拉曼‑质谱响应双重增效作用，能够实现多通路、高通量地检测中药大分子化学成分、小分子化学成分及微生物的含量，全面有效地评价中药质量，提高分析效率，降低检测成本。

技术领域

本发明属于检测技术领域，具体涉及微生物、中药大分子、中药小分子检测技术领域，尤其是涉及一种多模态跨尺度感知芯片及制备方法和应用。

背景技术

中药是中华文明的瑰宝，是五千多年文明的结晶，在全民健康中发挥着重要作用。中药产业取得了巨大的成就，国际影响力也日益扩大。但是，我国中药产业的发展存在较多问题，中药安全事件时有发生，其有效性和安全性备受质疑。中药质量控制是中药能否起到关键治疗作用的前提，是保障中药产业可持续发展的生命线，是中药现代化和国际化的关键。因此，发展中药质量检测技术，不仅对于保证药材及其产品的安全性、有效性和一致性有着现实意义，同时也具有重大的工业应用价值。

目前，传统的中药质量评价方法有高效液相色谱(HPLC)、薄层色谱(TLC)、气相色谱(GC)等。现有文献报道，一些新的分析方法 /技术也可用于评价中药质量，包括基于DNA的技术(如DNA指纹和 DNA测序)，核磁共振光谱(NMR)，紫外(UV)、中红外(MIR)和近红外(NIR)光谱并结合计算分析，联用技术(如液质联用(HPLC-MS)，液相色谱和核磁共振谱联用(LC-NMR)等)以及生物识别等。这些方法极大地推动了中药质量控制的发展，为中药产业作出了巨大的贡献。然而，由于中药化学成分复杂，现有检测技术存在检测效率低、专属性差、操作复杂、检测成本高、使用不便等技术问题。

树状大分子(Dendrimers)，是一种高度支化、对称、呈辐射状的新型功能高分子，由内部的核心(Initiator core)、内部的多个支化官能团(Interior)和外部的表面基团(Exterior)三部分组成。由于树状大分子在尺寸上属于纳米级范围，再加上高度支化的三维立体结构，特别适合作金属纳米颗粒的主体，来合成金属纳米材料，而将树状大分子与基底材料组合制备成感知芯片并应用到中药质量检测领域，目前鲜有报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多模态跨尺度感知芯片及制备方法，该感知芯片由胶体溶液材料和基底材料组成，采用本发明方法制备的感知芯片，具有很好的专属性，能够同时检测中药大分子化学成分、中药小分子化学成分及微生物，进而用于中药质量评价。

本发明的另一目的在于提供了感知芯片在中药质量检测中的应用，仅仅需要微量的分析样品就能够全面有效地评价中药质量。

为了达到上述目的，本发明采取以下技术措施：

本发明的第一方面，提供一种多模态跨尺度感知芯片，由胶体溶液材料和基底材料组成，胶体溶液材料包括树状大分子和金属纳米颗粒胶体溶液。

进一步地，树状大分子选用聚酰胺-胺树状大分子、聚(L-赖氨酸)树状大分子、聚乙烯亚胺树状大分子、聚丙烯亚胺树状大分子中的任一种或一种以上的混合；其中聚酰胺-胺树状大分子优选第五代聚酰胺-胺树状大分子至第十代聚酰胺-胺树状大分子；

进一步地，金属纳米颗粒胶体溶液选用纳米金胶体溶液、纳米银胶体溶液、纳米铂胶体溶液、纳米铜胶体溶液中的至少一种或一种以上的混合；优选纳米金胶体溶液、纳米银胶体溶液中的一种或两种的混合，其中金属纳米颗粒胶体溶液中颗粒直径为5-200nm。

进一步地，基底材料选用纸、石墨烯、硅片中的任一种。