[發明專利]一種用于表面增強拉曼光譜的液液界面檢測方法

在審

• 申請號: 201711439375.8
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN108254352A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 劉洪林;于煩煩;蘇夢可;田麗
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 汪貴艷

本發明提供一種用于表面增強拉曼光譜的液液界面檢測方法，先分別配制含有丙酮的油相溶液和貴金屬納米溶膠；再將待測物質溶解在油相溶液或貴金屬納米溶膠中；然后將油相溶液和貴金屬納米溶膠混合形成液?液兩相界面；最后利用液?液兩相界面上自組裝而成的貴金屬納米顆粒陣列作為拉曼散射活性基底，采用拉曼光譜儀對其中的待測物質中的目標分子進行檢測。本發明利用不相溶液?液雙相界面自組裝貴金屬納米顆粒陣列作為拉曼散射活性基底進行檢測，可用于水溶性/油溶性待測物的單相或雙相、單組分或多組分檢測，打破了復雜樣品中不同溶解性待測物檢測的瓶頸，實現高通量定量化檢測。

技術領域

本發明涉及靈敏分析檢測領域，具體涉及一種高重現性、超穩定性、快速的表面增強拉曼光譜的液液界面檢測方法。

背景技術

表面增強拉曼散射(SERS)是基于貴金屬納米粒子所展現出的特殊納米尺寸效應，解決了常規拉曼散射信號較弱的問題，實現超高靈敏度檢測，并且它具有無損、快速檢測以及提供待測樣品的指紋特征峰等特點，因此被廣泛地應用于生命科學、環境生物及公共食品安全等領域。目前常用的SERS基底有在膠體溶液狀態下，通過向溶液中加入陰離子(如Cl^-、Br^-等)來促使溶液中的納米粒子發生團聚，使這些團聚的或具有復雜結構的貴金屬納米粒子容易產生更多的熱點。但是，該團聚現象具有不可控性和隨機性，導致產生的SERS信號的相對不穩定和不可重復性。利用光刻、電子束刻蝕、反應離子刻蝕、納米壓印等微納加工技術可以制備出精度高、形貌復雜、納米結構穩定的SERS活性基底，而這些基底能夠產生穩定、可重復并極大增強的拉曼信號。但是由于所采用的微納加工設備構造復雜、費用昂貴，且制作過程耗時長、成本高、不易大規模量產等缺點限制了這類SERS活性基底的廣泛應用。常見的基底材質還有剛性材料，如多孔氧化鋁、硅晶片或玻璃片，然而這些通常是不可移植的，不適合現場的復雜表面分析。

用SERS作為一種定量化檢測的技術仍是一個很大的挑戰，因為本質上SERS是一種近場現象，只有位于熱點處的分子才能被檢測到，此外熱點處的場增強與分子的局部結構及其之間的耦合作用有關，因此即使分子可以在金屬表面均勻分布，SERS信號可能仍然是不均勻的。對于固氣界面，靈敏性和重現性是不可調和的兩個指標，內標的使用可以解決上述問題，然而在同一物理和化學環境中，內標和目標分子的定位存在以下問題：一是內標分子會競爭吸附位點從而取代目標分子；二是微環境會影響內標分子信號的穩定性，從而導致強度的改變和波動。即使通過使用與目標分子結構類似物作為內標可以部分解決上述問題，但仍然無法克服其動態變化和競爭吸附現象。

與傳統方法制備高度均勻的SERS結構相比，自組裝技術制備二維高度有序的納米陣列更方便，成本更低。近年來液態界面納米顆粒的自組裝已有不少文獻的相關報道，最近文獻報道了在液-液界面不同形狀的納米顆粒自組裝的一種通用方法(small 2012,8,No.15,2412–2420)，該文獻指出不同形狀的納米積木(building blocks)溶于水相，加入CHCl₃、CH₂Cl₂、CCl₄等有機溶劑后形成不相溶的界面，加入乙醇、丙酮等誘導劑后一小段時間會在油水界面形成膜，將膜撈出后進行表征并未進行目標物的檢測。該方法不能保證組裝膜的連續性、規整性，且存在快速化不夠、易受干擾、大批次組裝一致性不高等缺點。在通過動力學控制的制備超孔隙金屬納米間隙的自組裝金硅核殼納米粒子單層文獻中(Adv.Mater.2015,27,4344–4350)，在Au@SiO₂顆粒溶膠與正己烷的兩相體系中加入乙醇誘導納米顆粒自組裝，該方法中有明顯的不足：對貴金屬顆粒處理較繁瑣；要求較多的組裝體積；乙醇的快速加入會影響組裝膜的平整性致密性。然而應用于現場檢測時要求SERS基底具有以下特點：制作簡單，操作方便；重現性、穩定性好；靈敏度高；制作成本低。本發明完全符合上述要求，為現場檢測開辟了新的思路。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于表面增強拉曼光譜的液液界面檢測方法，實現對待測物質中有毒物質的檢測。