[實用新型]一種用于重金屬離子檢測的可重復使用SERS傳感器

有效

• 申請號: 202020975455.6
• 申請日: 2020-06-02
• 公開（公告）號: CN212845032U
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 張宇;何啟航;韓琳;韓應寬
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務所(普通合伙) 37247
• 代理人: 付秀穎

本實用新型公開了一種用于重金屬離子檢測的可重復使用SERS傳感器，包括多孔氮化鎵/銀/金/單層石墨烯多層復合結構、熒光標記的重金屬離子探針鏈、和重金屬離子反應鏈，在所述多孔氮化鎵/銀/金/單層石墨烯多層復合結構的單層石墨烯上表面通過物理吸附固定熒光標記的重金屬離子探針鏈，得到最強熒光分子拉曼信號，所述重金屬離子反應鏈與重金屬離子探針鏈結合后猝滅熒光分子拉曼信號，得到SERS傳感器。通過在使用后的所述傳感器表面重新添加重金屬離子反應鏈使所述SERS傳感器可以多次使用。其優點在于，增強效果明顯、檢測信號穩定、檢測選擇性好、多次重復使用和成本低的特點。

技術領域

本技術屬于生化傳感技術領域，尤其涉及一種用于重金屬離子檢測的SERS傳感器。

背景技術

目前，用于檢測重金屬離子的傳統方法有：原子吸收譜、原子發射譜、質譜法和紫外光譜法等，然而這些方法不僅需要對檢測樣品進行預處理，而且需要專業的設備和操作技術人員。伴隨著納米制造技術的應用，許多新型的Pb²⁺檢測技術也得到發展。例如：熒光法、電化學方法、電化學發光法、比色法、表面增強拉曼散射(SERS)等。在這些方法中，SERS檢測技術因其無損檢測、指紋特性、操作簡單等特點備受科學家的青睞。SERS檢測技術的關鍵在于構建一種拉曼散射信號增強的基底環境，目前研究表明SERS有兩種增強機制，一種是由粗糙貴金屬表面局域等離子體共振引起的電磁增強機制，另外一種是指由電荷轉移引起的化學增強機制，其中在金屬納米顆粒表面形成的電磁熱點起到主要的增強作用?；椎脑鰪娦Ч苯佑绊懼亟饘匐x子檢測的靈敏度和檢測范圍，因此設計一款高效高穩定的SERS檢測基底用于對重金屬離子的檢測是非常有意義的。

在SERS檢測中，不同于生物和有機分子，包括Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺等在內的重金屬并沒有可供直接檢測的指紋特性譜，而且目前用于檢測重金屬的SERS傳感器大多不具備重復使用性，這不僅降低的檢測效率，也造成的成本的消耗。所以制備可重復使用的SERS傳感器具有重大實際意義的。

實用新型內容

基于上述問題，本申請提供一種靈敏度高、特異性好、可重復使用的用于重金屬離子檢測的SERS傳感器，并實現對Pb²⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Na⁺等多種的重金屬的靈敏檢測。其技術方案為，

一種用于重金屬離子檢測的可重復使用SERS傳感器，包括多孔氮化鎵/銀/金/單層石墨烯多層復合結構、熒光標記的重金屬離子探針鏈、和重金屬離子反應鏈，在所述多孔氮化鎵/銀/金/單層石墨烯多層復合結構的單層石墨烯上表面通過物理吸附固定熒光標記的重金屬離子探針鏈，得到最強熒光分子拉曼信號，所述重金屬離子反應鏈與重金屬離子探針鏈結合后猝滅熒光分子拉曼信號，得到SERS傳感器；所述的SERS傳感器利用熒光分子拉曼標記物與多孔氮化鎵/銀/金/單層石墨烯多層復合結構的距離改變而產生的信號強度變化實現間接檢測不具有拉曼指紋特性的重金屬離子；重金屬離子檢測后，通過在所述SERS傳感器上表面添加新的重金屬離子反應鏈使其可以多次使用。

進一步的，所述的多孔氮化鎵/銀/金/單層石墨烯多層復合結構包括多孔氮化鎵，所述多孔氮化鎵上表面依次設置銀納米層和金納米層，所述金納米層上表面設置單層石墨烯。

進一步的，所述單層石墨烯可以為單層石墨烯單晶或單層石墨烯納米顆粒。

進一步的，所述銀納米層厚度10-50nm，金納米層厚度5-15nm。

進一步的，使用過的SERS傳感器先進行沖洗后重新在20-30℃下使用重金屬反應鏈與多孔氮化鎵/銀/金/單層石墨烯多層復合結構表面的重金屬探針鏈反應30-150min，然后用磷酸緩沖溶液浸泡清洗掉多余未連接上的反應鏈，恢復SERS傳感器原有特征，使SERS傳感器可多次重復使用。