本发明专利技术公开了一种针孔型固液双态SERS传感器的制备方法及在快速检测菌类物质中的应用。所述针孔型固液双态SERS传感器的制备方法，包括步骤：在基体材料上穿设小孔，在小孔位置处滴加二氧化钒纳米溶胶干燥处理后，在小孔位置处依次滴加待检测样品、银纳米片溶胶、半胱亚磺酸水溶液，置于半导体制冷热台上，进行SERS检测。本发明专利技术的针孔型固液双态SERS传感器，能够对菌类物质进行精确定位富集在针孔附近，固液两种状态的基底材料能够产生更强的共振效应，并且基底能够与菌类物质结合紧密，可以有效捕捉菌体的全面拉曼光谱信息。以有效捕捉菌体的全面拉曼光谱信息。以有效捕捉菌体的全面拉曼光谱信息。
【技术实现步骤摘要】
针孔型固液双态SERS传感器及在快速检测菌类物质中的应用
[0001]本专利技术涉及SERS检测
，具体涉及一种针孔型固液双态SERS传感器及在快速检测菌类物质中的应用。
技术介绍
[0002]目前，菌类物质感染事件在全世界范围内呈多发趋势，不同程度的菌类微生物感染的主要表现有：原发炎症、菌血症、皮疹、感染性休克、甚至死亡等。严重威胁人们的生命健康，发展致病性微生物的快速检测方法是应对感染事件的关键所在，尤其是在医学检验和公共卫生安全领域。
[0003]菌类微生物检测的现有技术包括基于细菌培养与计数的方法、分子检测技术、免疫学检测技术和生物传感器检测技术。细菌培养与计数的方法发展较成熟，存在种类局限性，周期长(18小时以上)，并且大部分的菌类无法进行人工培养。常见分子检测技术有聚合酶链式反应(PCR)，以及基于PCR技术衍生的荧光定量PCR、多重PCR、反转录PCR等。该类方法较准确，但由于需要专业人员且检测过程比较繁琐，不适用于现场检测。免疫学检测方法包括酶联免疫吸附检测法、免疫层析、免疫荧光等。免疫学检测方法特异性好，灵敏度高，但抗体的获取比较困难且成本较高。生物传感器检测技术有荧光法、电化学方法等，有时会存在假阳性问题。总之，现有技术不能满足菌类微生物快速检测的实际需求。
[0004]随着纳米科技和光谱技术的进步，表面增强拉曼光谱(SERS)检测技术为菌类致病性微生物的快速检测带来了机遇。SERS以其高灵敏、光谱指纹的固有选择性、简单快速的制备以及在液体环境中的无损数据采集，非常适合于菌类微生物的快速检测。而传统的细菌表面增强拉曼光谱检测时，由于尺度大小的原因细菌无法与基底材料充分接触，难以捕捉到有效光谱信息，并且获得的SERS光谱信号仅仅是菌体的局部信号，无法反应菌体的全部光谱信息。
技术实现思路
[0005]本专利技术提供了一种针孔型固液双态SERS传感器的制备方法及在快速检测菌类物质中的应用。在含有细菌的样品中，获取目标细菌的光谱信号，以实现细菌类物质的快速检测。
[0006]为了实现本专利技术的上述技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]一种针孔型固液双态SERS传感器的制备方法，包括步骤：在基体材料上穿设小孔，在小孔位置处滴加二氧化钒纳米溶胶干燥处理后，在小孔位置处依次滴加待检测样品、银纳米片溶胶、半胱亚磺酸水溶液，置于半导体制冷热台上，进行SERS检测。其中，所述基体材料以亚麻布为佳，小孔孔径0.01
‑
0.1mm为佳。所述二氧化钒纳米溶胶可采用已知的制备方法得到或者也可以购自专业的生产商。一种制备方法可以如：向烧杯中分别加入3m mol偏钒酸铵(NH4VO3)、6m mol草酸(H2C2O4·
2H2O)、35mL去离子水，室温条件下剧烈搅拌30min。然后将溶液转移到50mL不锈钢高压釜中180℃加热，24小时后，自然冷却至室温。将得到的蓝
黑沉淀物分别用蒸馏水和无水酒精进行过滤和洗涤，并在70℃下的空气中干燥12h，得到纳米二氧化钒，粒径100
‑
300nm，然后分散于超纯水中备用。所述银纳米片溶胶，粒径60
‑
100nm为佳，其也可采用已知的制备方法比如柠檬酸钠法等等而得到或者购自专业的生产商。
[0008]本专利技术中，所述二氧化钒纳米溶胶经过浓缩50
‑
300倍后形成星型二氧化钒纳米溶胶为佳，优选浓缩60
‑
220倍，浓缩后二氧化钒纳米溶胶颗粒数3.55
×
10
10
‑
1.3046
×
10
11
个/μL；所述银纳米片溶胶经过浓缩50
‑
300倍后使用为佳，优选浓缩80
‑
200倍，浓缩后银纳米溶胶颗粒数1.896
×
10
10
‑
4.74
×
10
12
个/μL；所述半胱亚磺酸溶液具有防氧化的保护作用，其水溶液浓度10
‑7‑
10
‑9mol/L为佳。
[0009]本专利技术采用亚麻布为基体材料，亚麻布的吸湿性好，能够将待测物样本吸附在纳米材料表面，使待测物处于热点区域，有利于信号的表面增强，进一步有利于SERS检测。同时，因亚麻布表面比较粗糙，附着纳米材料后会存在较多小的间隙，由于电场耦合作用，这些间隙里也存在大量的“热点效应”，使得待测物的拉曼散射信号更进一步增强，使得能够反映出更详细的待测物质的结构信息。
[0010]本专利技术的针孔型固液双态SERS传感器，能够对菌类物质进行精确定位富集在针孔附近，固液两种状态的基底
‑‑
二氧化钒纳米溶胶干燥后是固态，银纳米片溶胶是液态
‑‑
能够产生更强的共振效应，并且基底能够与菌类物质结合紧密，可以有效捕捉菌体的全面拉曼光谱信息。
[0011]本专利技术中，二氧化钒纳米溶胶、银纳米片溶胶、半胱亚磺酸水溶液可以提前预制，以便于现场及时应用。故此，基于本专利技术的针孔型固液双态SERS传感器，可制作成检测试剂盒套装，其可包括分别装有二氧化钒纳米溶胶、银纳米片溶胶、半胱亚磺酸水溶液的瓶子或罐子或筒体，设有小孔的基体材料亚麻布，半导体制冷热台，手持式拉曼检测仪等等。
[0012]本专利技术还提出了基于所述针孔型固液双态SERS传感器或者检测试剂盒套装在快速检测菌类物质中的应用，采用以下方法步骤：
[0013](1)取基体材料，穿制直径0.03
‑
0.08mm的小孔，用超纯水超声清洗后取出晾至无多余水分滴出；
[0014](2)取20
‑
50μL经过浓缩60
‑
220倍后的星型二氧化钒纳米溶胶滴加在小孔位置处，然后超声静置，干燥待用；
[0015](3)在步骤(2)所得小孔处滴加30
‑
80μL菌类物质液态样品，振荡后滴加10
‑
30μL浓缩80
‑
200倍后的银纳米片溶胶，然后滴加10
‑7‑
10
‑9mol/L半胱亚磺酸水溶液5
‑
15μL，混合均匀，置于38
‑
42℃的半导体制冷热台上；
[0016](4)立即使用1064nm波长的激光围绕小孔边缘范围进行SERS检测；随机选择2
‑
3个小孔，围绕每个小孔边缘圆形路径随机取点采集2
‑
3条光谱，然后将4
‑
9条光谱以高斯拟合的方式复合成一条光谱，导入拉曼光谱仪谱库中；
[0017](5)以特征峰识别的匹配方式进行光谱数据的比对分析检测，匹配系数设置为85％，激光功率30
‑
50mW，检测时间2
‑
4s；检测得到的结果直接以可视化的方式即可呈现，判定为特定菌类物质的名称。
[0018]作为一种优选的技术方案，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.针孔型固液双态SERS传感器的制备方法，包括步骤：在基体材料上穿设小孔，在小孔位置处滴加二氧化钒纳米溶胶并干燥处理后，在小孔位置处依次滴加待检测样品、银纳米片溶胶、半胱亚磺酸水溶液，置于半导体制冷热台上，进行SERS检测。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述基体材料为亚麻布，小孔孔径0.01
‑
0.1mm。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述二氧化钒纳米溶胶经过浓缩50
‑
300倍后形成星型二氧化钒纳米溶胶。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述银纳米片溶胶经过浓缩50
‑
300倍。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述半胱亚磺酸水溶液浓度10
‑7‑
10
‑9mol/L。6.权利要求1
‑
5任一项所述制备方法得到的针孔型固液双态SERS传感器。7.一种基于权利要求6所述针孔型固液双态SERS传感器的检测试剂盒套装，包括分别装有二氧化钒纳米溶胶、银纳米片溶胶、半胱亚磺酸水溶液的瓶子或罐子或筒体，还包括设有小孔的基体材料亚麻布、半导体制冷热台、手持式拉曼检测仪。8.基于权利要求6所述针孔型固液双态SERS传感器或者基于权利要求7所述检测试剂盒套装在快速检测菌类物质中的应用，所述菌类物质包括肺炎克雷伯菌、白色念珠菌、沙门氏菌、粪肠球菌、单增李斯特菌、葡萄球菌属、阪崎克罗诺杆菌、屎肠球菌、奇异变形杆菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌中的任一种。9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，采用下述方法步骤：(1)取基体材料，穿制直径0.03
‑
0.08mm的小孔，用超纯水超声清洗后...
【专利技术属性】
技术研发人员：林东岳，孟治材，杨良保，
申请(专利权)人：中国科学院合肥物质科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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