[發(fā)明專利]基于表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)的微流器件及其制備方法和用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410440020.0
• 申請(qǐng)日: 2014-09-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104226387A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周寧寧;孟國(guó)文;周琪濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): B01L3/00
• 分類號(hào): B01L3/00;G01N21/65
• 代理公司: 合肥和瑞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 34118
• 代理人: 任崗生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種微流器件及制備方法和用途，尤其是一種基于表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)的微流器件及其制備方法和用途。

背景技術(shù)

表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)效應(yīng)作為一種高敏感度的分析手段，已被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)、生物化學(xué)和環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域，并取得了非常好的實(shí)效。目前，在SERS的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，人們也面臨著一些不便之處，如現(xiàn)有的SERS檢測(cè)過(guò)程往往是先萃取或濃縮待分析的污染樣品，再將其溶液滴在SERS基底上，直至溶液揮發(fā)后再進(jìn)行檢測(cè)。這一過(guò)程不但耗費(fèi)時(shí)間，同時(shí)也伴隨著溶劑的揮發(fā)其中的待檢測(cè)物質(zhì)亦會(huì)揮發(fā)，造成了SERS基底表面待測(cè)分子的濃度不均勻，影響了檢測(cè)的精確度。

為解決這一問(wèn)題，人們作了一些嘗試和努力，如試圖將Au納米顆粒(K.R.Strehle，et?al，Anal?Chem?2007，79，1542-1547)或Ag納米顆粒(L.X.Quang，et?al，Lab?on?a?Chip?2008，8，2214-2219)與待檢測(cè)溶液分別導(dǎo)入具有光學(xué)檢測(cè)口的封閉器件中，在其微腔中混合并用于檢測(cè)；或是將待分析溶液導(dǎo)入底部具有SERS活性基底的器件中，如底部置有Ag修飾的Si納米棒陣列作為SERS基底的微流傳感器(H.Mao，et?al，Small?2013，1-8)。這些嘗試和努力雖也能直接地檢測(cè)出溶液中的污染物含量，卻同時(shí)也存在著不足之處，首先，以Au或Ag納米顆粒作為SERS活性單元時(shí)，要得到更多的SERS“熱點(diǎn)”只能單純地依賴增加貴金屬顆粒的濃度，這又極可能地導(dǎo)致貴金屬納米顆粒的團(tuán)聚而適得其反；其次，除Au或Ag納米顆粒本身的制備過(guò)程較為復(fù)雜之外，檢測(cè)后的Au或Ag納米顆粒也難以回收，導(dǎo)致檢測(cè)的成本過(guò)高且浪費(fèi)過(guò)大；再次，使用底部具有SERS活性基底的微流傳感器時(shí)，在導(dǎo)入待測(cè)溶液后溶液會(huì)充滿底部基底與密封器件上部蓋子之間的空間，致使檢測(cè)過(guò)程中的激發(fā)光必須穿過(guò)上層待測(cè)溶液才能直接作用至基底上，從而使基底出射的信號(hào)會(huì)被大大地削弱，尤其是在待測(cè)溶液自身的透明度較差時(shí)，其影響更為明顯；最后，現(xiàn)有的SERS微流器件一般均需借助于注射泵等設(shè)備來(lái)將待測(cè)溶液注入微腔中，這使整個(gè)系統(tǒng)變得更加復(fù)雜，不利于快速檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題為克服上述各種技術(shù)方案的局限性，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用，以用于對(duì)溶液中的污染物直接進(jìn)行SERS檢測(cè)的基于表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)的微流器件。

本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題為提供一種上述基于表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)的微流器件的制備方法。

本發(fā)明要解決的又一個(gè)技術(shù)問(wèn)題為提供一種上述基于表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)的微流器件的用途。

為解決本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題，所采用的技術(shù)方案為：基于表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)的微流器件包括SERS基底，特別是，

所述SERS基底充滿于上表面為透明蓋玻片的腔體內(nèi)，所述腔體的一端與滴管連通、另一端與滴管氣囊連通；

所述SERS基底由化工(PU)海綿上修飾銀納米粒子組成，所述化工海綿由纖維交織成多孔網(wǎng)絡(luò)，所述纖維的直徑為60～80μm，所述多孔網(wǎng)絡(luò)的孔直徑為20～500μm，所述銀納米粒子的粒徑為20～40nm。

作為基于表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)的微流器件的進(jìn)一步改進(jìn)：

優(yōu)選地，蓋玻片的厚度≤0.1mm；確保了SERS基底出射信號(hào)的衰減為最小。

為解決本發(fā)明的另一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，所采用的另一個(gè)技術(shù)方案為：上述基于表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)的微流器件的制備方法包括原位還原法，特別是主要步驟如下：

步驟1，先將化工海綿浸入濃度為(2～3)×10^-2mol/L的硝酸銀(AgNO₃)溶液中靜置至少5min，再將其置于濃度為(4～6)×10^-2mol/L的硼氫化鈉(NaBH₄)溶液中攪拌至少5min后靜置至少5min，其中，化工海綿、硝酸銀溶液和硼氫化鈉溶液的重量比為0.1～0.3:100：100，得到其上修飾有銀納米粒子的化工海綿；

步驟2，先將其上修飾有銀納米粒子的化工海綿干燥，再將其充滿于微流器件的腔體中，制得基于表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)的微流器件。

作為基于表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)的微流器件的制備方法的進(jìn)一步改進(jìn)：

優(yōu)選地，在將其上修飾有銀納米粒子的化工海綿干燥前，先對(duì)其使用去離子水清洗；確保了SERS基底的品質(zhì)，避免了雜質(zhì)對(duì)檢測(cè)精度的干擾。

為解決本發(fā)明的又一個(gè)技術(shù)問(wèn)題，所采用的又一個(gè)技術(shù)方案為：上述基于表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)的微流器件的用途為，