[發明專利]一種磁性可移動拉曼增強芯片、其制備方法及用途

在審

• 申請號: 201611046690.X
• 申請日: 2016-11-23
• 公開（公告）號: CN106596501A
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 喻學鋒;李鵬輝;唐思瑩;李泳;但琨;胡祥娜;李志斌
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院;深圳市農產品質量安全檢驗檢測中心
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司11332
• 代理人: 鞏克棟,侯桂麗

技術領域

本發明屬于功能材料技術領域，涉及一種磁性可移動拉曼增強芯片、其制備方法及用途，具體涉及一種具有表面增強拉曼效應且可在磁場作用下可控移動的芯片、其制備方法及用途。

背景技術

表面增強拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS)效應可以將分子拉曼信號增強百萬倍甚至更高倍，是一種無損、免標記、高靈敏的檢測分析手段，被廣泛應用于化學、生物檢測樣品的檢測。高性能的SERS芯片是SERS檢測靈敏度的關鍵所在，而高性能SERS芯片往往依賴于其表面的SERS“熱點”：它主要是由表面等離子體共振在作為基底的相鄰貴金屬納米粒子在間隙等接觸位置產生的具有極強局域電場的“點”。當檢測分子吸附在“熱點”位置時，其拉曼信號會得到極大增強。金納米顆粒是近年來被廣泛研究的一種SERS活性納米粒子，金納米顆粒通過自組裝獲得的有序的陣列結構，通過彼此間等離子體共振耦合帶來的集合特性，能構建出比單個金納米顆粒更多的“熱點”區域，獲得更優異的SERS性能。

利用SERS芯片將待測分子的充分吸附、富集并分離，也是提高SERS檢測靈敏度的重要手段之一。利用磁響應性，可以將富集有待測分子的磁性芯片方便快速地分離出來。然而現有的磁響應性拉曼增強粒子(如CN103566844A獲得的磁性復合微球)，均為納米、微米尺寸，且僅能提供磁響應性，無法同時形成拉曼活性粒子的自組裝有序結構來構建SERS芯片上的“熱點”區域。

有鑒于SERS芯片對于有序結構“熱點”區域和磁響應性的需求，有必要提供一種具有磁感應性、大規模、且內部具有自組裝有序陣列結構的磁性可移動拉曼增強芯片及其制備方法和應用。

現有技術如CN 104128615 A一種具有高活性表面增強拉曼效應的基底材料的制備及絲網印刷方法中，先制備得到銀納米顆粒，制備過程中引入碳酸鹽，使獲得的銀納米顆粒不規則化，有利于SERS熱點的產生，運用絲網印刷的方式將合成的銀納米顆粒印刷成SERS基底。但是一方面銀是一種及其容易氧化和硫化的SERS基底，不能長時間保存，另一方面此方法中制作印刷油墨的方法復雜，需要加入葡萄糖和聚乙烯吡咯烷酮調節油墨的粘度等性質。

發明內容

基于現有技術中存在的上述技術問題，本發明的目的在于提供一種磁性可移動拉曼增強芯片、其制備方法及用途。本發明的方法具有步驟簡單、操作簡便、條件溫和、反應時間短以及成本低廉的優點，可有效地實現金納米顆粒與四氧化三鐵微球的高效自組裝，得到磁性可移動拉曼增強芯片，該芯片具有磁相應性，性能穩定，均一性好，可脫離輔助制備的基底在磁場下可控移動，尺寸在肉眼可見的毫米級別，在SERS檢測范圍廣，SERS活性高，對待測物溶液的濃度適應范圍廣，易于操作，可對待測物進行吸附并很容易地通過磁性分離。

為達上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明所述“磁性可移動拉曼增強芯片”中的“磁性可移動”指：該芯片具有磁感應性，可以在磁場作用下可控移動。

第一方面，本發明提供一種磁性可移動拉曼增強芯片，所述芯片包括金納米顆粒構成的陣列及鑲嵌在所述陣列中的四氧化三鐵微球，所述陣列中，除與四氧化三鐵微球接觸之處外，金納米顆粒緊密有序排列，所述芯片無基底負載。

優選地，所述芯片的厚度為60μm～95μm，例如為60μm、65μm、70μm、73μm、76μm、80μm、83μm、85μm、90μm或95μm等。

優選地，所述芯片為圓形，所述芯片的直徑為0.4mm～1mm，例如為0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm等。

優選地，所述金納米顆粒的形狀包括納米棒、納米球、納米三角盤、納米圓盤、納米立方體中的任意一種，但又不限于上述列舉的形狀，其他本領域常見的納米顆粒的形狀也可用于本發明。

優選地，所述金納米顆粒的形狀為納米棒時，所述納米棒的長度為30nm～80nm，例如為30nm、40nm、50nm、55nm、65nm、70nm、73nm、76nm或80nm等，所述納米棒的長徑比優選為3～5，例如為3、3.2、3.5、3.8、4、4.5或5。

優選地，所述金納米顆粒的形狀為納米球時，所述納米球的直徑為20nm～80nm，例如為20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、45nm、50nm、56nm、60nm、70nm、75nm或80nm等，優選為35nm。