SERS基底结构、制备方法及检测方法技术

本发明专利技术提供一种SERS基底结构、制备方法及检测方法，SERS基底结构包括：基板；光敏结构层，位于基板上；以及纳米颗粒层，位于光敏结构层上，纳米颗粒层包括若干个纳米颗粒，所述纳米颗粒在检测光波的照射下进行待检测分子的光谱检测。通过上述方案，本发明专利技术通过SERS基底结构的设计，通过光敏结构层实现了SERS基底的结构可变，从而实现了SERS能力的可变，本发明专利技术的设计可以在较大的初始纳米颗粒间距的条件下提高SERS能力，可以同时提高了待检测分子的进入能力和SERS基底的SERS能力，还可以实现SERS基底的重复利用。

【技术实现步骤摘要】
SERS基底结构、制备方法及检测方法
本专利技术属于分子检测
，特别是涉及一种SERS基底结构、制备方法及检测方法。
技术介绍
表面增强拉曼散射(SERS)是一种灵敏度高达单分子水平的高效光谱分析技术，在化学、环境、食品和生命科学等领域有着重要的应用前景，如增强拉曼光谱技术可直接分析水相生物分子的结构状态且用量少，是一种无损非接触检测技术，具有高效灵敏，性价比高，便于现场快速检测的特点。由于长程电磁增强和短程化学增强作用，SERS基底可将被测分子(吸附在基底表面)的微弱Raman(拉曼)信号放大。在纳米技术迅速发展的今天，表面增强拉曼光谱技术在不断进步，然而，现有的SERS基底存在诸多问题，现有的SERS基底基本在结构上是固定的，不会在后续的测试(如Raman)中产生变化，也就是说一旦基底准备好，SERS能力就已经固定；另外，现有的SERS基底中纳米颗粒之间的间距相对来说比较大，SERS信号较弱，但是如果在制备基底时就把纳米颗粒之间的距离靠的很近，待检测的分子就难以顺利进入狭窄的纳米颗粒间，影响SERS检测。因此，如何提供一种SERS基底结构及其制备方法和使用方法，以解决现有技术中的上述问题实属必要。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种SERS基底结构、制备方法及检测方法，用于解决现有技术中SERS基底结构固定，SERS能力固定以及纳米颗粒之间的间距难以有效适应基底性能以及SERS基底的检测等问题。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种SERS基底结构，包括：基板；光敏结构层，位于所述基板上；以及纳米颗粒层，位于所述光敏结构层上，所述纳米颗粒层包括若干个纳米颗粒，以基于所述纳米颗粒进行待检测分子的光谱检测。作为本专利技术的一种可选方案，所述SERS基底结构还包括吸附层，所述吸附层位于所述光敏结构层与所述纳米颗粒层之间；所述吸附层包括有机物吸附层。作为本专利技术的一种可选方案，所述SERS基底结构还包括粘合层，所述粘合层位于所述基板与所述光敏结构层之间；所述粘合层包括有机物粘合层以及无机氧化物粘合层中的至少一种。作为本专利技术的一种可选方案，所述光敏结构层包括聚偶氮苯层；所述基板包括金属基板、玻璃基板、硅基板、蓝宝石基板及柔性材料基板中的至少一种；所述纳米颗粒包括贵金属纳米颗粒、过渡金属氧化物纳米颗粒、过渡金属硫化物纳米颗粒以及有机半导体纳米颗粒中的至少一种。作为本专利技术的一种可选方案，所述光敏结构层包括若干层上下叠置的光敏单元层。作为本专利技术的一种可选方案，所述光敏单元层的数量介于10层-50层之间；所述若干层上下叠置的光敏单元层中至少有两层所述光敏单元层的厚度不同；所述光敏单元层的厚度介于5埃-30埃之间；所述光敏结构层的厚度介于7nm-35nm之间。作为本专利技术的一种可选方案，至少两层所述光敏单元层之间还形成有有机物层。本专利技术还提供一种SERS基底结构的制备方法，包括如下步骤：提供基板；于所述基板上制备光敏结构层；以及于所述光敏结构层上制备纳米颗粒层，其中，所述纳米颗粒层包括若干个纳米颗粒，以基于所述纳米颗粒进行待检测分子的光谱检测。作为本专利技术的一种可选方案，制备所述纳米颗粒层之前还包括步骤：于所述光敏结构层上制备吸附层，且所述纳米颗粒层形成于所述吸附层上；所述吸附层的制备方法包括旋涂的方式，所述吸附层包括有机物吸附层。作为本专利技术的一种可选方案，制备所述光敏结构层之前还包括步骤：于所述基板上制备粘合层，且所述光敏结构层形成于所述粘合层上；所述粘合层的制备方法包括旋涂的方式，所述粘合层包括有机物粘合层以及无机氧化物粘合层中的至少一种。作为本专利技术的一种可选方案，制备所述纳米颗粒层的方式选自于所述光敏结构层上直接生长所述纳米颗粒以形成所述纳米颗粒层以及采用旋涂或物理吸附的方式将合成纳米颗粒制备于所述光敏结构层上以形成所述纳米颗粒层中的任意一种。作为本专利技术的一种可选方案，直接生长所述纳米颗粒的方法包括化学还原法、电化学还原法、光化学法、化学置换法、微乳液法、热分解法以及激光刻蚀法、物理沉积法中的任意一种；所述合成纳米颗粒包括星型纳米颗粒、杆型纳米颗粒、金字塔型纳米颗粒以及海胆型纳米颗粒中的任意一种。作为本专利技术的一种可选方案，所述光敏结构层的制备方法选自于将所述基板置于光敏材料溶液中浸泡并将其取出干燥以于所述基板上形成所述光敏结构层、旋涂形成所述光敏结构层以及直接滴加光敏材料溶液以形成所述光敏结构层中的任意一种。作为本专利技术的一种可选方案，所述光敏结构层包括若干层上下叠置的光敏单元层，其中，所述光敏结构层的制备方法包括步骤：依次于所述基底上制备各所述光敏单元层以形成所述光敏结构层。作为本专利技术的一种可选方案，所述光敏单元层的数量为N，N为大于等于2的整数，其中，所述光敏结构层的制备方法包括步骤：a)将所述基板置于光敏材料溶液中浸泡并将其取出干燥以于所述基板上形成一层所述光敏单元层；b)将步骤a)所得到的结构置于光敏材料溶液中浸泡并将其取出干燥以于上一层所述光敏单元层上形成另一层所述光敏单元层；c)重复b)步骤至少一次，以形成N层所述光敏单元层。本专利技术还提供一种检测方法，包括如下步骤：提供如上述方案中任意一项所述的SERS基底结构；自所述纳米颗粒层的一侧于所述SERS基底结构上添加待检测分子，并使得所述待检测分子与所述纳米颗粒相结合；采用第一光波对所述SERS基底结构进行照射，以使得所述光敏结构层在所述第一光波下的照射下进行收缩或扩张；以及采用检测光波对所述SERS基底结构上的所述待检测分子进行检测。作为本专利技术的一种可选方案，当采用所述第一光波照射使得所述光敏结构层收缩时，进行所述检测后还包括步骤：采用第二光波对所述SERS基底结构进行照射，以使得所述光敏结构层在所述第二光波的照射下进行扩张。作为本专利技术的一种可选方案，采用第二光波对所述SERS基底结构进行照射后还包括步骤：去除所述待检测分子，其中，去除所述待检测分子的方式包括酸洗、碱洗、催化以及等离子体去除中的至少一种。作为本专利技术的一种可选方案，当采用所述第一光波照射使得所述光敏结构层扩张时，进行所述检测后还包括步骤：采用第二光波对所述SERS基底结构进行照射，以使得所述光敏结构层在所述第二光波的照射下进行收缩。如上所述，本专利技术的SERS基底结构及其制备方法和检测方法，本专利技术对SERS基底结构进行设计，通过光敏结构层实现了SERS基底的结构可变，从而实现了SERS能力的可变，另外，本专利技术的设计可以在较大的初始纳米颗粒间距的条件下提高SERS能力，可以同时提高了待检测分子的进入能力和SERS基底的SERS能力，还可以实现SERS基底的重复利用。附图说明图1显示为本专利技术提供的SERS基底结构的制备工艺流程图。图2显示为本专利技术SERS基底结构制备中提供基板的结构示意图。图3显示为本专利技术SERS基底结构制备中形成光敏结构层的结构示意图。图4显示为本专利技术SERS基底结构制备中形成粘合层的结构示意图。图5显示为本专利技术SERS基底结构制备中形成吸附层的结构示意图。图6显示为本专利技术SERS基底结构制备中同时形成粘合层和吸附层的图示。图7显示为本专利技术SERS基底结构制备中形成的一种光敏结构层示例的图示。图8显示为本专利技术SERS基底结构制备中形成纳米本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SERS基底结构，其特征在于，包括：基板；光敏结构层，位于所述基板上；以及纳米颗粒层，位于所述光敏结构层上，所述纳米颗粒层包括若干个纳米颗粒，以基于所述纳米颗粒进行待检测分子的光谱检测。

【技术特征摘要】
1.一种SERS基底结构，其特征在于，包括：基板；光敏结构层，位于所述基板上；以及纳米颗粒层，位于所述光敏结构层上，所述纳米颗粒层包括若干个纳米颗粒，以基于所述纳米颗粒进行待检测分子的光谱检测。2.根据权利要求1所述的SERS基底结构，其特征在于，所述SERS基底结构还包括吸附层，所述吸附层位于所述光敏结构层与所述纳米颗粒层之间；所述吸附层包括有机物吸附层。3.根据权利要求1所述的SERS基底结构，其特征在于，所述SERS基底结构还包括粘合层，所述粘合层位于所述基板与所述光敏结构层之间；所述粘合层包括有机物粘合层以及无机氧化物粘合层中的至少一种。4.根据权利要求1所述的SERS基底结构，其特征在于，所述光敏结构层包括聚偶氮苯层；所述基板包括金属基板、玻璃基板、硅基板、蓝宝石基板及柔性材料基板中的至少一种；所述纳米颗粒包括贵金属纳米颗粒、过渡金属氧化物纳米颗粒、过渡金属硫化物纳米颗粒以及有机半导体纳米颗粒中的至少一种。5.根据权利要求1-4中任意一项所述的SERS基底结构，其特征在于，所述光敏结构层包括若干层上下叠置的光敏单元层。6.根据权利要求5所述的SERS基底结构，其特征在于，所述光敏单元层的数量介于10-50层之间；所述若干层上下叠置的光敏单元层中至少有两层所述光敏单元层的厚度不同；所述光敏单元层的厚度介于5-30埃之间；所述光敏结构层的厚度介于7-35纳米之间。7.根据权利要求5所述的SERS基底结构，其特征在于，至少两层所述光敏单元层之间还形成有有机物层。8.一种SERS基底结构的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供基板；于所述基板上制备光敏结构层；以及于所述光敏结构层上制备纳米颗粒层，其中，所述纳米颗粒层包括若干个纳米颗粒，以基于所述纳米颗粒进行待检测分子的光谱检测。9.根据权利要求8所述的SERS基底结构的制备方法，其特征在于，制备所述纳米颗粒层之前还包括步骤：于所述光敏结构层上制备吸附层，且所述纳米颗粒层形成于所述吸附层上；所述吸附层的制备方法包括旋涂的方式，所述吸附层包括有机物吸附层。10.根据权利要求8所述的SERS基底结构的制备方法，其特征在于，制备所述光敏结构层之前还包括步骤：于所述基板上制备粘合层，且所述光敏结构层形成于所述粘合层上；所述粘合层的制备方法包括旋涂的方式，所述粘合层包括有机物粘合层以及无机氧化物粘合层中的至少一种。11.根据权利要求8所述的SERS基底结构的制备方法，其特征在于，制备所述纳米颗粒层的方式选自于所述光敏结构层上直接生长所述纳米颗粒以形成所述纳米颗粒层以及采用旋涂或物理吸附的方式将合成纳米颗粒制备于所述光敏结构层上以形成所述纳米颗粒层中的任...

【专利技术属性】
技术研发人员：王松帆，顾辰杰，王春燕，王梦琦，吴冠毅，吕炜烽，周灿梁，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33