[發明專利]一種用于農藥檢測的復合SERS基底的制備方法

有效

• 申請號: 202011253752.0
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112378893B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 張景然;代果然;張心明;石廣豐;蔡洪彬;王璐
• 申請（專利權）人: 長春理工大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;C23C14/02;C23C14/14;C23C14/30;B82Y40/00;B82Y30/00
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 劉小嬌

本發明公開了一種用于農藥檢測的復合SERS基底的制備方法，包括以下步驟：步驟一、在石墨烯–銅箔的表面制備微納點陣結構形成帶有壓痕結構的石墨烯–銅箔；步驟二、在所述帶有壓痕結構的石墨烯–銅箔的表面鍍一層金膜形成帶有壓痕結構的石墨烯–金納米粒子–銅箔；步驟三、將聚甲基丙烯酸甲酯溶液懸涂在所述石墨烯–金納米粒子–銅箔的壓痕結構上并進行干燥處理；步驟四、將所述石墨烯–金納米粒子–銅箔進行腐蝕處理得到帶有微納結構的石墨烯–金納米粒子–PMMA膜；步驟五、將所述帶有微納結構的石墨烯–金納米粒子–PMMA膜吸附在硅片上得到復合SERS基底。本發明結合了納米壓痕、鍍膜以及化學腐蝕來制備復合SERS基底，實現大范圍規則微納點陣結構的高效加工。

技術領域

本發明涉及微納結構加工技術領域，尤其涉及一種用于農藥檢測的復合SERS基底的制備方法。

背景技術

在農業生產中農藥的使用可以提高農作物產量。但農作物自身農藥殘留對消費者的健康會存在潛在的危害，尤其是水果和蔬菜等食品中，當農藥殘留量較高時，會嚴重危害人類健康。例如，西維因(Carbaryl)一種廣譜型氨基甲酸酯類農藥，被廣泛用于戶內外病蟲害的防治。但近些年研究發現西維因具有神經毒性、生殖毒性、基因毒性等，會產生“三致”效應。國內外均有報道西維因殘留于某些食品中，如黃瓜、牛奶、雞蛋等，對人體健康造成威脅。目前常用地檢測食品中農藥殘留方法有氣相色譜法、氣質聯用法、液相色譜法等。這些方法雖然有檢測精度高的優點，但都具有預處理復雜、檢測時間長、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，容易被其它信號淹沒(如熒光信號)，難以識別分子的信息。然而隨著拉曼技術的發展，通常利用具有微納結構的金屬(金、銀、銅)表面來增強拉曼信號的強度，以提高檢測精度，但針對化學農藥分子的檢測還需要進一步提高基底的檢測分辨率，近些年來國內外學者制備出的二維材料(石墨烯或二硫化鉬)具有提高對目標分析物的化學吸附作用，同時在檢測過程中能夠減小熒光信號對拉曼信號的干擾以及防止金屬結構被氧化，有助于提高基底表面檢測分析物的分辨率。因此，將二維材料與微納結構或納米粒子組合形成復合SERS基底，不僅提高了農藥殘留的檢測精度，也促進了拉曼增強技術在食品安全領域的應用和推廣。然而，由于SERS基底表面微納結構、二維材料以及二者耦合作用對拉曼光譜增強的影響規律尚不清晰，復合SERS基底表面拓撲結構特征的設計缺乏理論指導，制約著高性能、高品質SERS基底的研究和開發。目前，只能通過大量的重復實驗對比不同微納結構對拉曼強度的影響規律，從而優選出最佳的SERS基底，整個過程不僅工作量大、成本高，而且難以保證應用過程中目標分析物的檢測精度。

目前，復合SERS基底表面納米粒子或微納米結構的制備方法主要包括化學合成與納米加工兩種。然而，化學合成方法制備的納米粒子/結構分散、重復性差、制備的SERS基底不利于長期保存；納米加工方法也存在加工設備昂貴、制造工藝流程復雜、環境控制要求嚴格、納米結構分布范圍小等問題。為了制備高品質的SERS基底，研究和開發能夠制備結構尺寸、分布密度可控的微納結構陣列的加工方法，以實現SERS基底的低成本、高效率、高精度制造，已成為SERS領域一個研究熱點。

發明內容

本發明為解決目前的技術不足之處，提供了一種用于農藥檢測的復合SERS基底的制備方法，結合了納米壓痕、納米粒子鍍膜以及化學腐蝕來制備復合SERS基底，實現大范圍規則微納點陣結構的高效加工，制備出了高品質的SERS基底。

本發明提供的技術方案為：

一種用于農藥檢測的復合SERS基底的制備方法，包括以下步驟：

步驟一、在石墨烯–銅箔的表面制備微納點陣結構形成帶有壓痕結構的石墨烯–銅箔；

步驟二、在所述帶有壓痕結構的石墨烯–銅箔的表面鍍一層金膜形成帶有壓痕結構的石墨烯–金納米粒子–銅箔；