[發明專利]一種基于微納米復合結構和納米顆粒的拉曼檢測芯片及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202010197035.4
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111337474A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 張成鵬;陳帥;姜兆亮
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;C23F1/16;C23C18/44;C23C18/16;C23C14/46;C23C14/16;B82Y30/00;B82Y40/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 陳輝

1.一種基于微納米復合結構和納米顆粒的拉曼檢測芯片，其特征在于，包括金屬基板，該金屬基板上分布有規則排布的微米尺度凸起結構，所述凸起結構表面均勻分布有納米尺度的凹陷結構，所述凹陷結構中分布有銀納米顆粒，金膜覆蓋于所述凸起結構、凹陷結構和銀納米顆粒上。

2.如權利要求1所述的基于微納米復合結構和納米顆粒的拉曼檢測芯片，其特征在于，所述金屬基板的材質包括金、銀、銅、鉑中的一種。

3.如權利要求1所述的基于微納米復合結構和納米顆粒的拉曼檢測芯片，其特征在于，所述凸起結構呈陣列式分布在金屬基板的表面，優選地，包括六邊形陣列、矩形陣列、圓形陣列中的至少一種。

4.如權利要求1所述的基于微納米復合結構和納米顆粒的拉曼檢測芯片，其特征在于，所述凸起結構包括金字塔結構、倒V型結構、圓錐形結構、圓臺形結構、棱柱結構、棱臺結構中的一種。

5.如權利要求1-4任一項所述的基于微納米復合結構和納米顆粒的拉曼檢測芯片，其特征在于，所述凸起結構的底部邊長或直徑為1μm～1000μm，高度為0.2μm～1000μm，相鄰凸起結構之間的中心距為1μm～2000μm；

或者，所述納米凹坑結構的直徑為1nm～500nm，深度為1nm～800nm，相鄰納米凹坑結構之間的中心距為5nm～1000nm。

6.如權利要求1-4任一項所述的基于微納米復合結構和納米顆粒的拉曼檢測芯片，其特征在于，所述銀納米銀顆粒直徑為0.5nm～400nm，均勻分布在所述凹陷結構中；或者，所述金膜厚度為2nm～100nm。

7.權利要求1-6任一項所述的基于微納米復合結構和納米顆粒的拉曼檢測芯片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)通過金屬熱輥壓工藝在金屬基板表面加工微米尺度的凸起結構，然后采用濕法刻蝕工藝在所述凸起結構表面加工納米尺度的凹陷結構，從而獲得有序排列的微納米復合結構，形成微納米復合結構；

(2)然后將帶有微納米復合結構的金屬基板置于含銀離子的溶液中，通過氧化還原置換出銀納米顆粒，使所述凹陷結構中分布有銀納米顆粒；

(3)通過濺射工藝在所述微納米復合結構和納米顆粒表面沉積金膜，即得。

8.如權利要求7所述的基于微納米復合結構和納米顆粒的拉曼檢測芯片的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述金屬熱輥壓工藝中，輥壓溫度為80～100℃，速度為50～1000r/min；

或者，步驟(1)中，采用硝酸進行所述濕法刻蝕工藝，優選地，所述硝酸的質量濃度為10％～70％，刻蝕時間30～400s。

9.如權利要求7或8所述的基于微納米復合結構和納米顆粒的拉曼檢測芯片的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，所述含銀離子的溶液為檸檬酸鈉和硝酸銀溶液，氧化還原置反應溫度為100～120℃，時間為30～60min；

或者，步驟(3)中，所述金膜的沉積采用離子濺射工藝，其真空度為0.5×10^-5～3.5×10^-5Pa，沉積速率為5～20nm/min，時間為0.2～5min。

10.權利要求1-6任一項所述的基于微納米復合結構和納米顆粒的拉曼檢測芯片在生物檢測、醫療領域中的應用。