[發明專利]一種表面增強拉曼光譜微納3D打印基底及其制備方法

有效

• 申請號: 202111593767.6
• 申請日: 2021-12-23
• 公開（公告）號: CN114184598B
• 公開（公告）日: 2023-02-17
• 發明（設計）人: 王磊;范晉海;賀健康;宋潤東;黃立軍;姜濤;梁驍;閆小龍;趙晉波
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍軍醫大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 西安銘澤知識產權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 崔瑞迎

本發明屬于3D打印技術領域，具體涉及一種表面增強拉曼光譜微納3D打印基底及其制備方法。所述制備方法包括：以丙三醇、超純水、硝酸銀和檸檬酸三鈉為原料，制備銀種子溶液，以氯金酸溶液、左旋多巴溶液、超純水、銀種子溶液為原料制備金刺納米顆粒，將金刺納米顆粒移入海藻酸鈉水凝膠中，避光攪拌過夜，獲得水凝膠，以水凝膠為對象，在含氯化鈣的瓊脂糖凝膠上3D打印三維基底。本發明通過構建海藻酸鈉水凝膠基底的三維結構，提供了一個具有良好均一性、穩定性和可重復性的SERS基底，拉曼增強效果良好。

技術領域

本發明屬于3D打印技術領域，具體涉及一種表面增強拉曼光譜微納3D打印基底及其制備方法。

背景技術

表面增強拉曼光譜(SERS)是一種強大的光譜技術，能夠檢測微量化學物質，并根據其獨特的振動特性對其進行識別。盡管有許多復雜的方法用于制備SERS襯底，但只有開發更便宜、更簡單的方法，SERS的廣泛應用潛力才有可能實現?，F在學者研究的重點在于簡單SERS基底的潛在應用和未來方向，重點關注通過噴墨和絲網印刷以及便攜式SERS分析用電置換制備的高SERS活性三維納米結構，這一領域具有未來研究和商業化潛力。但目前拉曼檢測的研究由于三維基底均一性的限制，不能很好地應用于一部分樣品的檢測?，F有表面增強拉曼散射三維基底的生物相容性不好，大部分檢測的方向都是環境或者工業上的檢測，少有用于醫學或人體組織相關的三維基底拉曼檢測。

電化學粗糙化電極很容易用于制作SERS基底，它只需將待分析的溶液沉積在電極上或將電極浸入溶液中一定時間，然后使電極干燥即可。由于SERS是一種高度依賴于待測分子和基底之間距離的檢測方式，通過將分析物分子集中在電極納米結構表面，能夠產生比通過電極表面上的液體進行分析更高的SERS信號。電極表面越粗糙，SERS增強效果越好。電極的表面粗糙度取決于氧化-還原循環速率和數量。根據所用的粗糙化程序，電極的表面粗糙度可能變化很大，從而導致整個電極表面的增強不均勻。所制得基底的均一性差，進行拉曼檢測時，檢測物質的拉曼信號重復性差。

由于微加工和光學技術的進步，手持式和便攜式拉曼光譜儀的質量不斷提高，成本不斷降低。在取證、食品安全、環境保護、防區外檢測和防御等應用領域利用SERS的能力有助于減少將樣本送到實驗室進行檢測的相關成本和時間延遲，以及為不穩定樣品的分析開辟新途徑，部分不穩定樣品在取樣點和分析實驗室之間會分解等變化。然而，拉曼增強效果差或者均一性差的SERS三維基底會影響分析物與SERS基底緊密結合，從而無法產生高敏的SERS信號。

綜上所述，需要開發一種拉曼增強效果良好、均一性的SERS三維基底。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種表面增強拉曼光譜微納3D打印基底及其制備方法。

本發明提供了一種表面增強拉曼光譜微納3D打印基底的制備方法，包括以下步驟：

以丙三醇、超純水、硝酸銀和檸檬酸三鈉為原料，制備銀種子溶液；

以氯金酸溶液、左旋多巴溶液、超純水、銀種子溶液為原料制備金刺納米顆粒；

將金刺納米顆粒移入海藻酸鈉水凝膠中，避光攪拌過夜，獲得金刺納米顆粒水凝膠；

以金刺納米顆粒水凝膠為原料，在含氯化鈣的瓊脂糖凝膠上3D打印三維基底。

優選的，上述表面增強拉曼光譜微納3D打印基底的制備方法，合成金刺納米顆粒的方法如下：

(1)制備銀種子粗品：

以丙三醇、超純水、硝酸銀和檸檬酸三鈉為原料，制備銀種子粗品；

(1)中，丙三醇、超純水、硝酸銀、檸檬酸三鈉的比例為70-73ml:42-46ml:18-22.5mg:100-110mg；

(2)制備金刺納米顆粒：