[發明專利]一種復合SERS基底及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201911126901.4
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110697650B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 張景然;王宇;賈天棋;石廣豐;李俊燁;許穎;趙偉宏
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: B81C1/00
• 分類號: B81C1/00;G01N21/65
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王術娜

本發明提供了一種復合SERS基底及其制備方法和應用，屬于微納結構加工技術領域。本發明提供的復合SERS基底的制備方法，包括以下步驟：采用納米壓痕儀在二維材料的表層制備微納結構，得到復合SERS基底；所述二維材料包括疊層設置的金屬底層和石墨烯表層。本發明采用的納米壓痕儀制備的微納結構結構一致性好、設備操作方便簡單。本發明提供的制備方法制備的復合SERS基底能夠檢測化學農藥分子，微納結構對電場強度具有增強的效果，同時石墨烯對化學吸附有增強的效果，因而復合SERS基底對化學農藥分子的檢測精確度高、靈敏度高、檢出限低，且該制備方法操作簡單，適宜規模化生產。

技術領域

本發明涉及微納結構加工技術領域，具體涉及一種復合SERS基底及其制備方法和應用。

背景技術

在農業生產中，為提高農作物的產量，會大量的施用殺蟲、殺菌、殺滅有害動物(或雜草)的農藥。這些農藥流失到環境中，會造成嚴重的環境污染，而且農作物自身的農藥殘留對消費者的健康存在潛在危害。目前常用的檢測食品中農藥殘留的方法有氣相色譜法、氣質聯用法、液相色譜法等。這些方法的檢測精度高，但普遍存在預處理復雜、檢測時間長且無法在現場進行實時檢測等缺點。

拉曼光譜作為表征分子振動的指紋光譜，能夠獲取到分子結構的信息且具有檢測效率高、不用預處理等優點，已經被廣泛地應用在食品安全領域。但由于普通拉曼信號強度弱，容易被其它信號(如熒光信號)淹沒，難以識別分子的信息。

目前，隨著拉曼技術的發展，通常利用具有微納結構的金屬(如金、銀、銅)表面來增強拉曼信號的強度，以提高檢測精度，但這種金屬表面增強拉曼散射(Surface-enhancedRaman scattering，簡寫為SERS)基底對于化學農藥分子的檢測分辨率低，限制了其應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種復合SERS基底及其制備方法和應用。本發明提供的制備方法制備的復合SERS基底對化學農藥分子的檢測精確度高、靈敏度高、檢出限低，且本發明提供的制備方法操作簡單，適宜工業化生產。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種種復合SERS基底的制備方法，包括以下步驟：

采用納米壓痕儀在二維材料的表層制備微納結構，得到復合SERS基底；

所述二維材料包括疊層設置的金屬底層和石墨烯表層。

優選的，所述微納結構的深度為0.1～2μm。

優選的，所述微納結構為陣列微納結構。

優選的，形成所述金屬底層的金屬包括金、銀或銅。

優選的，所述金屬底層的厚度為5～10μm，所述石墨烯表層的厚度為1～3nm

優選的，所述納米壓痕儀的工作參數包括：采用金剛石三棱錐探針，X方向工作臺的加載速率為3～5μm/s，Y方向工作臺的加載速率為1～5μm/s，Z方向的垂直載荷為0～30mN。

優選的，所述金剛石三棱錐探針的三個面間的夾角為120°；金剛石三棱錐探針的圓弧半徑200nm。

優選的，所述垂直載荷為恒力或變力；

所述垂直載荷的力調制信號包括對稱三角波、非對稱三角波、正弦波或方波。

本發明提供了上述技術方案所述制備方法制備的復合SERS基底。

本發明還提供了上述技術方案所述制備方法制備的復合SERS基底或上述技術方案所述復合SERS基底在化學農藥分子檢測中的應用。