[發明專利]基于表面增強拉曼檢測超痕量樣品的方法和裝置

有效

• 申請號: 201210436192.1
• 申請日: 2012-11-05
• 公開（公告）號: CN102944543A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 范美坤;胡建明;唐昶宇;劉煥明;梅軍;程凡圣
• 申請（專利權）人: 中物院成都科學技術發展中心
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識產權代理有限公司 11129
• 代理人: 謝殿武

1.一種基于表面增強拉曼檢測超痕量樣品的方法，其特征在于：包括下列步驟：

a將待測樣品溶液滴加于超疏液基底表面，形成球形液滴；

b同時SERS光極從液滴上方浸入球形液滴，溶液液滴由于溶劑蒸發后逐漸變小并濃縮沉積于SERS光極頭部；

c利用表面增強拉曼光譜儀測得溶質含量并獲得溶液中的溶質含量。

2.根據權利要求1所述的基于表面增強拉曼檢測超痕量樣品的方法，其特征在于：SERS光極為端部自組裝有金、銀、金銀合金納米粒子中的任意一種或兩種組合的多模或單模光纖。

3.根據權利要求2所述的基于表面增強拉曼檢測超痕量樣品的方法，其特征在于：SERS光極通過下列步驟自組裝構建處理形成：

Ⅰ光纖一端部除去塑料緩沖層；

Ⅱ將步驟Ⅰ所述的光纖端部浸泡于體積比為1：3雙氧水-濃硫酸溶液中，恒溫30-80攝氏度處理10-120分鐘；

Ⅲ步驟Ⅱ處理后的光纖端部浸泡于體積百分含量1-10%的偶聯劑-有機溶劑溶液中10小時以上；

Ⅳ將步驟Ⅲ處理后的光纖端部置于0.1~3毫摩爾/每升的納米粒子溶液中浸泡24小時以上；

Ⅴ將步驟Ⅳ處理后的光纖端部置于體積百分含量2-10%偶聯劑溶液中浸泡20分鐘以上；

Ⅵ將步驟Ⅴ處理后的光纖端部置于納米粒子中浸泡1小時以上；

Ⅶ重復步驟Ⅴ和Ⅵ，直至獲得所需的納米粒子層數；

Ⅷ將獲得的納米粒子修飾的光纖置于真空或者惰性氣體氛圍中在80-140攝氏度范圍內加熱20-60分鐘即獲得SERS光極。

4.根據權利要求3所述的基于表面增強拉曼檢測超痕量樣品的方法，其特征在于：步驟Ⅴ中的偶聯劑溶液為氨基硅烷水解溶液、巰基硅烷水解溶液和二巰基化合物的乙醇溶液中的任意一種或兩種以上的混合物。

5.根據權利要求4所述的基于表面增強拉曼檢測超痕量樣品的方法，其特征在于：SERS光極處理后的光纖端部的光纖套表層為超疏水層或超疏水-疏油層，光纖纖芯端部為納米粒子修飾的表面增強結構。

6.根據權利要求5所述的基于表面增強拉曼檢測超痕量樣品的方法，其特征在于：步驟Ⅱ中，將光纖端部浸泡于體積比為1：3雙氧水-濃硫酸溶液中，恒溫80攝氏度處理30分鐘；

步驟Ⅲ中，光纖端部浸泡于體積百分含量1-10%的疏水化合物的乙醇或丙酮溶液中中10小時以上；

步驟Ⅳ中，光纖端部置于含有硝酸銀和檸檬酸三鈉的水-有機溶劑溶液中24小時以上；其中，硝酸銀的濃度為0.1mM至10mM，硝酸銀的濃度與檸檬酸三鈉的濃度比例為0.2至2；有機溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇和乙腈中的任意一種或兩種以上的混合物；有機溶劑與水體積比例為0.05至2；

步驟Ⅳ中，處理后的光纖在光纖另一端導入2-30mW的632.8激光照射，反應時間為2-30min。

7.根據權利要求6所述的所述的基于表面增強拉曼檢測超痕量樣品的方法,其特征在于：疏水化合物為烷基氯硅烷、含氟烷基氯硅烷、含氟硅氧烷和硬脂酸中的一種或兩種以上的混合物。

8.根據權利要求1所述的基于表面增強拉曼檢測超痕量樣品的方法，其特征在于：超疏液基底為表面具有超疏水層或超疏水-疏油層的砂紙基底。

9.根據權利要求8所述的基于表面增強拉曼檢測超痕量樣品的方法，其特征在于：超疏液基底的構建為通過在砂紙表面涂敷納米聚四氟乙烯納米粉末，再在100-200攝氏度范圍內加熱固化獲得。

10.一種基于表面增強拉曼檢測超痕量樣品的裝置，其特征在于：包括具有SERS光極的拉曼光譜儀和平滑凹槽形結構的樣品自適應定位器，所述樣品自適應定位器開口向上且SERS光極正對其內表面最低點；樣品自適應定位器內表面為超疏水基底。