一种SERS芯片产品制造技术

本实用新型专利技术涉及一种SERS芯片产品，包括SERS芯片、设有容纳空间的容器、用于浸没纳米结构单元的液态溶剂，SERS芯片包括固相芯片基底和多个间隔分布的纳米结构单元，纳米结构单元包括一个或多个金属纳米粒子。本实用新型专利技术能够使SERS芯片上的“热点”处于开的状态，便于目标分子进入“热点”，从而较好地掌控了分子可进入性及“热点”分布可控性的平衡，从而使得SERS芯片的均匀性和重现性好且能够检测低浓度的痕量物质。并且，SERS芯片与空气隔离，使得芯片的储存期延长，且性能影响较小，从而推动了SERS技术的发展应用。

【技术实现步骤摘要】
一种SERS芯片产品
本技术涉及表面增强拉曼(Surface-EnhancedRamanScattering，SERS)技术，特别是一种SERS芯片产品。
技术介绍
表面增强拉曼(SERS)技术因其可达单分子检测的超高灵敏度而广受关注，其提供了目标分子相关的指纹特征，表达了诸如分子种类、分子取向、吸附方式等丰富的化学信息。SERS犹如放大镜，将微量信息进行极限放大后呈现在人们面前。因此，SERS作为表界面的重要研究工具，在材料科学、化学、表面催化、环境及食品科学及生物医药等领域具有巨大的应用前景。SERS的信号增强能力源于基底上独特的纳米结构。当激光照在狭小的纳米结构时，会激发表面等离激元，大大增强了待测物周围的电磁场，提高其拉曼信号的强度。不同纳米结构产生的电磁场增强不同，其中一些特殊位置可产生极大的电磁场增强，这些位置被称为“热点”。热点区域一般仅占整体位置的1％左右，却贡献了整体信号的70％。控制“热点”的形成和排布是SERS芯片制备乃至SERS技术应用的核心，也是目前SERS领域研究的热点。然而，仅有热点是不够的，必须“热点”区域存在目标分子，才能获得相关的有效信息。因此制备样品时使“热点”区域存有目标分子，也应为SERS技术应用的一个重点，然而目前人们却甚少关注。SERS应用中运用“热点效应”制样，通常有两种方式：一为预先制备“热点”，再将目标分子装入以获取其SERS光谱；另一种为吸附目标分子后，再进行“热点”制备。前者一般为固相芯片，可方便地进行热点排布，对于SERS芯片的均匀性和重现性均可有效掌控。然而，由于高SERS活性的“热点”往往间隙很小(～1nm)，毛细作用使其分子可进入性大大降低。因此，在检测低浓度的痕量物质时，即使吸附很长时间，也少有目标分子可到达“热点”区域，最终该物质的信号也较为微弱。后者往往为溶胶体系，在吸附了目标物质后，纳米粒子由于表面双电层的破坏，倾向于以热力学更稳定的聚集体方式存在。此种情形下，目标分子吸附较为容易，然而，此种“热点”制备方式随机性太高，形成的“热点”结构千差万别，因此结果的重现性不理想。如何在SERS“热点”分布可控的基础上，兼顾其目标分子可进入性，是一个两难的问题，也是SERS技术发展的一个瓶颈。另外，现有技术中的芯片通常在空气中保存，空气中氧气会对贵金属表面(如银)进行氧化刻蚀，影响其SERS稳定性。此外，长期储存使得空气中的有机污染物吸附于SERS芯片表面，引入污染，使其性能下降。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是提供一种保存期长且“热点”处于打开状态的SERS芯片产品。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种SERS芯片产品，包括SERS芯片，所述SERS芯片包括固相芯片基底和设置在所述固相芯片基底上的多个间隔分布的纳米结构单元，所述纳米结构单元包括一个或多个金属纳米粒子，所述SERS芯片产品还包括设有容纳空间的容器，所述SERS芯片设置在所述容纳空间内，所述SERS芯片产品还包括用于浸没所述纳米结构单元的液态溶剂。本技术中的金属纳米粒子通过聚集形成所述纳米结构单元，优选通过自组装方法进行聚集。本技术中，纳米结构单元间隔分布指的是相邻两个纳米结构单元之间形成有间隙，而非连接在一起。优选地，一个所述的容器内装有一个或多个所述的SERS芯片。容器的具体设计可以多种多样，没有特别限制。本技术中的液态溶剂可以采用便宜无毒且易挥发的液态溶剂，所述液态溶剂包括但不限于水、醇、酮、酯。所述液态溶剂可以使单一溶剂也可以是混合溶剂。优选地，所述液态溶剂包括水、乙醇、正己烷、丙酮、乙酸乙酯中的至少一种，更优选为超纯水。优选地，所述液态溶剂包括但不限于水与醇、醇与醇的混合物。本技术中，固相芯片基底可以是本领域常用的那些，没有特别限制，例如可以是具有平整表面的基底，或者是表面形成有纳米凸起部的基底。根据一种优选实施方式，所述的固相芯片基底的表面形成有纳米凹陷部，所述纳米结构单元设置在所述纳米凹陷部内部。根据该实施方式，形成有凹陷部的固相芯片基底可以通过AAO模版法制备。优选地，所述的凹陷部通过AAO模板法、光刻、HF刻蚀、激光刻蚀、纳米球印刷术、纳米压印或电化学刻蚀法制得。根据另一种优选实施方式，所述的固相芯片基底的表面形成有纳米凸起部，所述纳米结构单元设置在所述纳米凸起部上表面。优选地，所述纳米凸起部包括纳米柱、纳米线、纳米针、纳米锥形。优选采用长径比为8～12:1的纳米柱。本技术中的纳米凸起部可以通过纳米印刷方法制得。优选地，所述纳米凸起部的长度为50nm～4μm，进一步优选为50～300nm，直径为30nm～2μm，进一步优选为30～150nm。优选地，所述金属纳米粒子包括金纳米粒子、银纳米粒子中的至少一种。优选地，所述的纳米结构单元中相邻金属纳米粒子之间的间隙为1～2nm。本专利技术中，相邻金属纳米粒子之间的间隙指的是相邻两个金属纳米粒子表面的多个距离中最小的距离。优选地，其中至少两个所述的纳米结构单元所含金属纳米粒子的数量不同；和/或，其中至少两个纳米结构单元的形状和/或尺寸不同。优选地，所述的纳米结构单元包含3～6个金属纳米粒子，以取得更为良好的SERS效应。根据一种具体实施方式，所述液态溶剂装在所述容器的容纳空间内且所述SERS芯片浸没在所述液态溶剂内。根据另一种具体实施方式，所述SERS芯片的固相芯片基底的背面与所述容纳空间的底部相接触，所述液态溶剂滴加在所述SERS芯片的固相芯片基底的表面上并在所述纳米结构单元上形成液封层。具体地，所述的SERS芯片产品还包括设置在所述容器上且用于将所述容纳空间进行密闭的密封件。优选地，所述的密封件可以是适应各种容器的开口的盖子，也可以是盖在容器上的板材，例如，盖玻片。密封件的材质包括但不限于玻璃材质，可以为其他任意材质。本技术的范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案等。由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点：本技术一方面通过控制金属纳米粒子表面电势均为正或均为负以及通过使吸附好目标分子前的SERS芯片保持湿润，从而使得SERS芯片上的“热点”处于开的状态，便于目标分子进入“热点”，从而较好地掌控了分子可进入性及“热点”分布可控性的平衡，从而使得SERS芯片的均匀性和重现性好且能够检测低浓度的痕量物质。另一方面，使SERS芯片与空气隔离，从而使空气中的氧气以及有机污染物对芯片的影响较小，使得芯片的储存期延长，且性能影响较小，从而推动了SERS技术的发展应用。附图说明附图1为实施例1的示意图；附图2为实施例2的示意图；附图3为实施例3的示意图；附图4为SERS芯片产品的剖面图；其中：1、容器；2、液位线；3、SERS芯片；4、密封件；5、容纳空间；6、液封层；7、纳米结构单元；8、固相芯片基底。具体实施方式一种SERS芯片产品，包括设有容纳空间5的容器1、设置在容纳空间5内的SERS芯片3、液态溶剂、设置在容器1上且用于将容纳空间5进行密闭的密封件4。SE本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SERS芯片产品，包括SERS芯片(3)，其特征在于：所述SERS芯片(3)包括固相芯片基底(8)和设置在所述固相芯片基底(8)上的多个间隔分布的纳米结构单元(7)，所述纳米结构单元(7)包括一个或多个金属纳米粒子，所述SERS芯片产品还包括设有容纳空间(5)的容器(1)，所述SERS芯片(3)设置在所述容纳空间(5)内，所述SERS芯片产品还包括用于浸没所述纳米结构单元(7)的液态溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种SERS芯片产品，包括SERS芯片(3)，其特征在于：所述SERS芯片(3)包括固相芯片基底(8)和设置在所述固相芯片基底(8)上的多个间隔分布的纳米结构单元(7)，所述纳米结构单元(7)包括一个或多个金属纳米粒子，所述SERS芯片产品还包括设有容纳空间(5)的容器(1)，所述SERS芯片(3)设置在所述容纳空间(5)内，所述SERS芯片产品还包括用于浸没所述纳米结构单元(7)的液态溶剂。2.根据权利要求1所述的SERS芯片产品，其特征在于：一个所述的容器(1)内装有一个或多个所述的SERS芯片(3)。3.根据权利要求1所述的SERS芯片产品，其特征在于：所述液态溶剂包括水、乙醇、正己烷、丙酮、乙酸乙酯中的至少一种。4.根据权利要求1至3中任一项所述的SERS芯片产品，其特征在于：所述的固相芯片基底(8)的表面形成有多个凹陷部，单个所述纳米结构单元(7)设置在单个所述凹陷部内部。5.根据权利要求4所述的SERS芯片产品，其特征在于：所述凹陷部的直径为50nm～4μm，深度为30nm～2μm。6.根据权利要求1至3中任一项所述的SER...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭清华，孙海龙，
申请(专利权)人：苏州天际创新纳米技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32