CN110105512B - 一种太赫兹超材料芯片水凝胶功能化方法 - Google Patents

一种太赫兹超材料芯片水凝胶功能化方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种太赫兹超材料芯片水凝胶功能化方法，先在太赫兹超材料芯片的基底表面引入氨基或其他活性官能团以实现预处理，然后在预处理的太赫兹超材料芯片表面涂覆预聚物单体溶液，形成预聚物薄膜，最后经聚合反应实现太赫兹超材料芯片的水凝胶功能化。本发明巧妙结合水在THz波段强烈吸收特点和响应性水凝胶与靶分子特征反应过程的水含量变化特性，将液相环境中靶分子特异传感问题转化为THz超材料技术对表面修饰响应性水凝胶层水含量的高灵敏检测。同时，该功能化修饰方法通用性好，简便、快捷，抗非特异性吸附能力强，生物相容性高。

Description

一种太赫兹超材料芯片水凝胶功能化方法
技术领域
本发明属于太赫兹生物检测技术领域，涉及一种太赫兹超材料芯片水凝胶功能化方法。
背景技术
太赫兹(Terahertz，THz)波是指波长为30μm-3mm，频率为0.1THz-10THz，位于微波和红外波段之间的电磁波，处于经典电磁学向量子力学过渡区域，生物大分子间弱相互作用模式(氢键网络、范德华力以及生物分子骨架集体振动或转动)位于THz波段内。因而THz波技术具备应用于生物传感的广阔前景，可通过其波段内不同的吸收峰位置和强度来表征生物物质的分子结构和相互作用等信息。然而受限于THz波长(1THz～300μm)与生物分子(nm级别)尺度严重失匹配，相关研究仍局限于干燥状态下大量生物物质与聚乙烯等THz波段低吸收介质的压片检测。虽然新兴的THz超材料技术可通过周期性亚波长金属结构产生的局域共振增强电场提升生物物质的吸收截面从而提高检测灵敏度，且已有通过物质特征吸收峰与超材料共振峰的耦合提升检测特异度报道(Lee D K,Kang J H,Lee J S,etal.Highly sensitive and selective sugar detection by terahertz nano-antennas.[J].Scientific Reports,2015,5:15459.)，但上述检测依然是在靶物质干燥状态下的测量。由于液相环境中水强烈吸收的干扰(水在1THz处吸收约为230cm-1)，任何生物分子干燥状态下的特征吸收都会湮没于溶液的强吸收环境中，仅表现为溶液吸收强度平缓而单调的改变。因此，复杂液相环境中生物分子的高特异检测是横亘在THz波无标记生物传感领域中亟待解决的难题。
水凝胶是一种以水为分散介质的三维网状交联的亲水聚合物，可以吸水溶胀但不溶解，具备良好的生物相容性。其中，可以对周围环境的变化产生物理或化学性质的可逆变化的水凝胶即为响应性水凝胶或智能水凝胶。响应性水凝胶不仅可对外界环境的温度、PH值、离子强度、光、电场或磁场等刺激产生特征响应；更可通过凝胶网络骨架中垂饰的特征基团与环境中存在的靶分子相互作用产生凝胶网络结构及体积的变化，即为凝胶网络水含量的变化，可用于体内药物缓释递送、生物传感和组织培养等方面。通过整合表面等离子体共振平台、光学干涉仪、布拉格衍射传感器或微棱镜传感器平台等，探测响应性水凝胶在与靶物质作用过程中所引发的凝胶折射率、体积(高度)、晶格尺寸或形状的改变，已应用于对重金属离子、葡萄糖、肿瘤标志物和靶核酸序列等生物分子的检测。如前所述，水在THz波段吸收强烈，THz光谱对物质水含量变化高度敏感，具备对凝胶溶胀响应过程中水含量变化及内部弱相互作用力重构趋势进行无标记、高灵敏检测的独特优势。更为重要的是，通过THz超材料技术的局域电场增强的高灵敏传感特性可无标记检测响应性水凝胶与靶分子溶液的特征反应变化，有效解决THz液相传感所面临的特异度匮乏问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种太赫兹超材料芯片水凝胶功能化方法。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种太赫兹超材料芯片水凝胶功能化方法，先对太赫兹超材料芯片的基底进行预处理以引入有机改性基团，然后在预处理的太赫兹超材料芯片表面涂覆预聚物单体溶液，形成预聚物薄膜，最后经聚合反应实现太赫兹超材料芯片的水凝胶功能化；其中，所述的有机改性基团与预聚物单体溶液中的预聚物单体发生交联反应，实现在太赫兹超材料芯片表面聚合。
作为优选的技术方案之一，所述太赫兹超材料芯片以硅或石英作为基底，在其表面光刻加工形成周期性亚波长金属结构。
作为进一步优选的技术方案之一，亚波长金属结构的形状选自单开口谐振环、十字交叉形或圆环形中的任一种，金属结构的材质选自银、铜、铝或镍中的任一种。所构建太赫兹超材料芯片的传感原理可以为基于电容电感耦合共振模型、超强光透射原理等，通过THz超材料的谐振峰的变化对表面物质介电特性改变进行表征。
作为优选的技术方案之一，太赫兹超材料芯片先进行清洗处理，具体工艺条件为：真空度0.2mBar，工作功率80W，氧气流量280sccm，清洗时间为10分钟。
作为进一步优选的技术方案之一，清洗结束后将太赫兹超材料芯片立即转移至超纯水中浸泡20分钟，并氮气吹干。
作为优选的技术方案之一，太赫兹超材料芯片的预处理方法如下：将清洗处理后的太赫兹超材料芯片置于有机硅试剂的溶液中浸泡处理12小时，并使用顺丁烯二酸酐在超材料表面接枝上有反应活性的碳碳双键，可以与水凝胶预聚物单体产生交联反应以启动太赫兹超材料芯片表面聚合反应并实现紧密固定。
作为进一步优选的技术方案之一，利用太赫兹超材料芯片的基底与有机硅试剂反应引入活性官能团，所述的活性官能团包括氨基、羧基或丙烯酸基，所述有机硅试剂选自3-氨基丙基三乙氧基硅烷(3-APS)、3-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷(GOPS)、对氨基苯基三甲氧基硅烷(APTMS)或3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(MPMS)。
作为优选的技术方案之一，太赫兹超材料芯片的预处理方法如下：先将清洗处理后的太赫兹超材料芯片置于体积比1：9的3-氨基丙基三乙氧基硅烷和甲苯的混合溶液中浸泡12小时，使用无水乙醇冲洗并用氮气吹干；然后将太赫兹超材料芯片浸泡于使用二甲基甲酰胺配置的含质量浓度3％顺丁烯二酸酐的混合溶液中24小时，并使用丙酮、无水乙醇冲洗及氮气吹干，完成太赫兹超材料芯片的预处理。
作为优选的技术方案之一，所述预聚物单体溶液包括：主聚物、交联剂、诱发剂以及可修饰在凝胶网络中并与靶分子作用的敏感单体。其中主聚物与交联剂组合包括但不局限于丙烯酰胺与N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，2-羟基乙基甲基丙烯酸酯与乙二醇二甲基丙烯酸酯，N-(2-羟乙基)丙烯酰胺与四(乙二醇)二丙烯酸酯等，其特征为可在水溶液中形成亲水但不溶解的网状聚合物并可在凝胶网络链中修饰敏感单体，浓度组分可根据具体实施场景优化，但主聚物浓度应高于交联剂浓度；诱发剂组合包括但不限于光引发剂651、光引发剂2100、光引发剂2959及过硫酸铵(配合四甲基乙二胺使用)，其特征为产生自由基诱发单体聚合；敏感单体为可与靶分子结合的化合物。
作为进一步优选的技术方案之一，所述诱发剂为光引发剂，利用紫外光引发聚合反应，副产物少，无污染、聚合过程可控、速度快、体系简单易操作。
作为优选的技术方案之一，所述预聚物单体溶液以二甲基亚砜为溶剂，浓度为5mol/L，以质量百分数计，包含：敏感单体3-丙烯酰胺基苯硼酸20％，主聚物丙烯酰胺75.4％，交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺2.6％，光引发剂651 2％。
作为优选的技术方案之一，利用旋转涂膜法(匀胶机)实现预聚物单体溶液的涂覆，具体工艺条件是：500rpm作用5秒，2000rpm作用40秒。
作为优选的技术方案之一，聚合反应的具体方法为：将表面形成预聚物薄膜的太赫兹超材料芯片放入充满氮气保护的波长365nm紫外灯下，聚合反应30分钟。
作为进一步优选的技术方案之一，聚合反应结束后，利用无水乙醇轻柔冲洗太赫兹超材料芯片表面，然后放入PBS缓冲液(其中NaCl 136.89mM,KCl 2.67mM,Na2HPO4 8.1mM,KH2PO4 1.76mM，PH为7.4)中浸泡12小时以达到平衡状态，形成10～12μm的水凝胶膜(白光干涉仪测量)。将聚合完成后的水凝胶功能化太赫兹超材料芯片放置于无待测物质的空白缓冲液中平衡，可以除去未聚合的单体分子。
作为优选的技术方案之一，所述预聚物单体溶液包括：主聚物、交联剂、敏感单体、光引发剂，敏感单体包括靶物质的适配体分子和互补链分子。
作为进一步优选的技术方案之一，所述靶物质为人原发性肝癌肿瘤标志物--甲胎蛋白(alpha fetoprotein,AFP)，利用TE缓冲液(10mM Tris,45mM NaCl,1mM EDTA，PH为7.4)配制预聚物单体溶液，包含：质量浓度10％的主聚物丙烯酰胺，摩尔分数0.3％的交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺，摩尔分数0.4％的适配体分子，摩尔分数0.4％的互补链分子，体积浓度1.5％的光引发剂2100。
作为进一步优选的技术方案之一，适配体分子序列如SEQ ID NO.1所示：
5’-Acrydite-AAATCAGGTGCAGTTCTCGACTCGGTCTTGATGTGGGT-3’
互补链分子序列如SEQ ID NO.2所示：
5’-Acrydite-AAAACCCACATCAAGACCGAG-3’。
其中适配体和互补链分子序列的5’端均进行丙烯酰胺基修饰。
作为进一步优选的技术方案之一，所述预聚物单体溶液室温放置3小时以使适配体分子与互补链分子配对交联，接着真空反应釜中脱气10分钟，然后利用旋转涂膜法(匀胶机)在太赫兹超材料芯片表面形成厚度均一的预聚物薄膜；最后将涂膜后的太赫兹超材料芯片放入充满氮气保护的波长365nm紫外灯下，聚合反应10分钟，放入TE缓冲液中浸泡2小时以达到平衡状态，即可完成水凝胶功能化；旋转涂膜法的具体工艺条件是：300rpm作用10秒，1500rpm作用30秒。上述方法在液相环境靶物质定量检测中的应用。
作为优选的技术方案之一，所述靶物质为葡萄糖，相应的敏感单体为3-丙烯酰胺基苯硼酸。
作为优选的技术方案之一，所述靶物质为甲胎蛋白。
利用上述方法得到的一种水凝胶功能化的太赫兹超材料芯片。
上述芯片在液相环境靶物质定量检测中的应用。
作为优选的技术方案之一，所述靶物质为葡萄糖，相应的敏感单体为3-丙烯酰胺基苯硼酸。
作为优选的技术方案之一，所述靶物质为甲胎蛋白。
本发明的有益效果在于：
本发明巧妙结合水在THz波段强烈吸收特点和响应性水凝胶与靶分子特征反应过程的水含量变化特性，将液相环境中靶分子特异传感问题转化为THz超材料技术对表面修饰响应性水凝胶层水含量的高灵敏检测。同时，该功能化修饰方法通用性好，简便、快捷，抗非特异性吸附能力强，生物相容性高。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为四开口单谐振环THz超材料芯片光镜下结构图；
图2为THz超材料芯片表面响应性水凝胶功能化示意图和检测模式图；
图3为苯硼酸水凝胶功能化THz超材料芯片对不同浓度葡萄糖溶液响应的归一化自参考反射谱图；
图4为不同葡萄糖溶液在功能化THz超材料芯片的自参考响应幅值与浓度的指数拟合图；
图5为相同浓度葡萄糖溶液和谷氨酸溶液在水凝胶THz超材料芯片上的响应对比图(n＝3)；
图6为响应性适配体水凝胶用于靶物质AFP检测的示意图；
图7适配体水凝胶功能化THz超材料芯片对不同浓度AFP响应的归一化自参考反射谱；
图8不同浓度AFP在功能化THz超材料芯片的自参考响应幅值的指数拟合图
图9相同浓度AFP溶液和BSA溶液在功能化THz超材料芯片上的响应对比图(n＝3)
其中，1为太赫兹超材料芯片，2为预聚物薄膜，3为紫外灯，4为水凝胶膜，5为葡萄糖溶液，6为溶胀后的水凝胶膜，7为适配体分子，8为互补链分子，9为聚丙烯酰胺高分子链，10为适配体凝胶，11为甲胎蛋白，12为溶胀后的凝胶。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
实施例1和实施例2中使用常见的四开口单谐振环结构的THz超材料芯片对本发明的技术方案进行说明。应当指出的是，本发明并不局限于这一特定结构的太赫兹超材料芯片，也不局限于葡萄糖或甲胎蛋白这两种特定的靶物质。
该THz超材料芯片以2cm×2cm的双抛高阻硅为基底(500μm厚，电阻率大于10000Ω.cm)，在硅表面依次溅渡20nm钛和180nm金膜，并通过光刻加工技术制备出周期为70μm、金属线框宽度为2μm、开口缝隙为4μm的超材料芯片，如图1所示。该超材料芯片低频共振传感原理是基于电容电感耦合，如公式1，共振频率f主要由整体电容C和电感L决定，对于非磁性材料的超材料在结构确定的情况下，电感L不发生改变。而电容C与超材料表面附近的等效介电环境密切相关，即当待测样本覆盖于超材料表面上时，其周围介电环境的改变会引起整体电容的变化，从而导致共振频率发生改变。本实施例正是据此通过THz超材料芯片局域电场增强效应高灵敏检测其表面响应性水凝胶的水含量变化过程。
实施例1：
靶物质为葡萄糖，具体操作为：
1、THz超材料芯片表面涂胶前的预处理：
将制备完成的THz超材料置于等离子体清洗机中，在真空度为0.2mBar、工作功率为80W、氧气流量为280sccm条件下，采用氧气等离子体清洗处理10分钟。待处理结束后将超材料芯片立即转移进入超纯水中浸泡20分钟，并使用氮气吹干。将THz超材料芯片放置入3-氨基丙基三乙氧基硅烷和甲苯的混合溶液中(体积比为1：9)浸泡12小时，使用无水乙醇冲洗并用氮气吹干。随后将芯片浸泡于使用二甲基甲酰胺配置的含质量浓度3％顺丁烯二酸酐的混合溶液中24小时，并使用丙酮、无水乙醇冲洗及氮气吹干；此时完成对超材料芯片表面的预处理。
2、THz超材料芯片表面响应性水凝胶的聚合与固定：
THz超材料芯片表面水凝胶功能化及检测示意图如图2所示，使用二甲基亚砜配置摩尔浓度为5mol/L的预聚物单体溶液，其中敏感单体3-丙烯酰胺基苯硼酸、主聚物丙烯酰胺、交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺、和光引发剂651的质量百分数分别为20％、75.4％、2.6％、和2％，然后使用匀胶机在500rpm作用5秒，2000rpm作用40秒，在超材料芯片1表面形成厚度均一的预聚物薄膜2。将涂膜后的超材料芯片放入充满氮气保护的紫外灯3下(波长为365nm)，聚合反应30分钟后停止，使用无水乙醇轻柔冲洗芯片表面后，将超材料芯片放入含PBS缓冲液中浸泡12小时以达到平衡状态；此时完成超材料芯片表面响应性凝胶的功能化处理，经白光干涉仪测量，平衡后水凝胶膜4厚度为10μm～12μm间。
3、响应性水凝胶功能化的THz超材料芯片对葡萄糖溶液的定量检测：
使用PBS溶液配置浓度为1mM、2.5mM、5mM、10mM、25mM和50mM的葡萄糖溶液，及浓度为5mM的谷氨酸溶液。选择THz时域光谱仪的反射模块，提前开机并充入干燥空气，维持THz光路的空气湿度在3％以下，取出水凝胶功能化超材料芯片，首先在其表面滴加足量的PBS溶液(液膜厚度超过1mm)，立即使用THz反射测量模块中，将光谱平均1024次采集初始状态下功能化超材料的反射时域波谱信息。然后在超材料芯片表面滴加等量的1mM葡萄糖溶液5，反应30分钟后，形成溶胀后的水凝胶膜6，将光谱平均1024次采集该浓度条件下功能化超材料芯片的反射时域波谱信息。同样方法依次获取剩余葡萄糖溶液样本作用条件下THz超材料芯片的反射时域波谱信息。将反应后的THz超材料芯片浸泡于PBS溶液中平衡至初始状态后，按上述方法依次测量干扰样本，即5mM谷氨酸溶液的反射时域波谱信息。使用自参考的数据处理方式获取芯片反射波谱的频域谐振响应，即分别截取反射时域谱上来自超材料芯片中硅下表面的第一个反射峰及谐振环-水凝胶界面的第二个反射峰，进行快速傅里叶变换获得对应频域强度值，使用谐振环-水凝胶界面的强度值与来自硅片下表面的强度值相除得到该样本的自参考强度信号。该数据方法具有操作简便，不需金反射镜的参考测量，信号稳定性佳的优点。
将不同样本在功能化THz超材料芯片上的自参考反射谱图进行归一化处理，不同浓度葡萄糖溶液样本的自参考反射谱如图3所示。苯硼酸是一种路易斯酸，在溶液中以带负电荷的解离态和不带电荷的未解离态平衡存在。具有邻位顺式二醇结构的葡萄糖可与解离态的苯硼酸分子形成稳定复合物，增大水凝胶的离子化程度，导致水凝胶溶胀度增加(水含量升高)。因此，随着葡萄糖溶液浓度升高，功能化THz超材料芯片表面的水凝胶水含量增高，其复折射率实部和虚部均发生显著变化，THz超材料的自参考谐振峰的幅值和频率均随之发生改变。进一步提取谐振峰的幅值与葡萄糖溶液的浓度进行指数拟合结果显示(图4)，拟合度较好，可有效实现对液相环境中葡萄糖分子浓度的定量检测。而干扰物谷氨酸则不与苯硼酸糖敏水凝胶发生上述反应过程，故如图5所示，相同浓度的葡萄糖溶液较谷氨酸溶液有更为显著的谐振峰变化；该功能化超材料芯片可实现对液相环境中靶分子的特异检测。
实施例2：
以在THz超材料表面修饰适配体水凝胶薄膜，用于人原发性肝癌肿瘤标志物--甲胎蛋白(alpha fetoprotein,AFP)的无标记定量检测为例。其检测原理如图6所示，在聚丙烯酰胺高分子链9上修饰可特异结合AFP的适配体分子7，和适配体的互补链8，在溶液环境中适配体和互补链特异配对结合形成初始状态的适配体凝胶10。在靶物质AFP 11存在的情况下，AFP可与适配体分子特异结合，并促进其与互补链解离，从而改变适配体水凝胶网络的交联密度和电荷密度，使适配体水凝胶发生溶胀变化，得到溶胀后的凝胶12，凝胶网络的水含量升高。因而，可通过超材料共振特征的改变对特异靶物质引发的适配体水凝胶溶胀过程水含量的变化进行高灵敏、无标记定量检测。
具体操作为：
1、THz超材料芯片表面涂胶前的预处理：
将制备完成的THz超材料置于等离子体清洗机中，在真空度为0.2mBar、工作功率为80W、氧气流量为280sccm条件下，采用氧气等离子体清洗处理10分钟。待处理结束后将超材料芯片立即转移进入超纯水中浸泡20分钟，并使用氮气吹干。将THz超材料芯片放置入3-氨基丙基三乙氧基硅烷和甲苯的混合溶液中(体积比为1：9)浸泡12小时，使用无水乙醇冲洗并用氮气吹干。随后将芯片浸泡于使用二甲基甲酰胺配置的含质量浓度3％顺丁烯二酸酐的混合溶液中24小时，并使用丙酮、无水乙醇冲洗及氮气吹干；此时完成对超材料芯片表面的预处理。
2、THz超材料芯片表面适配体水凝胶的聚合与固定：
AFP适配体分子序列为，
5’-Acrydite-AAATCAGGTGCAGTTCTCGACTCGGTCTTGATGTGGGT-3’
互补链分子序列为
5’-Acrydite-AAAACCCACATCAAGACCGAG-3’
其中适配体和互补链分子序列的5’端均进行丙烯酰胺基修饰。使用TE缓冲液(10mM Tris,45mM NaCl,1mM EDTA，PH为7.4)配置预聚物单体溶液，其中主聚物丙烯酰胺的质量分数为10％，交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺的摩尔分数为0.3％、敏感单体适配体和互补链分子的摩尔分数均为0.4％，光引发剂2100的体积分数为1.5％。将预聚物单体溶液放置于室温3小时以使适配体和互补链配对交联，并在真空反应釜中脱气10分钟后，使用匀胶机在300rpm作用10秒，1500rpm作用30秒，在超材料芯片表面形成厚度均一的预聚物薄膜。将涂膜后的超材料芯片放入充满氮气保护的紫外灯下(波长为365nm)，聚合反应10分钟后停止，将超材料芯片放入上述TE缓冲液中浸泡2小时以达到平衡状态；此时完成超材料芯片表面适配体水凝胶的功能化处理。
3、适配体水凝胶功能化的THz超材料芯片对AFP溶液的定量检测：
使用上述TE缓冲液配置梯度浓度为10μg/mL、20μg/mL、40μg/mL、50μg/mL、和100μg/mL的AFP溶液，及浓度为40μg/mL的牛血清白蛋白(BSA)溶液。按照上述测量方法和自参考数据处理方法分别测量梯度浓度AFP溶液和BSA溶液作用下THz超材料芯片的自参考反射波谱信息，如图7所示；进一步提取谐振峰的幅值与AFP浓度进行线性拟合结果如图8所示，拟合度较好，可有效实现对液相环境中AFP分子浓度的定量检测。溶液中的AFP分子可与水凝胶网络中的适配体分子特异结合，促使适配体分子与部分交联的互补链解离，适配体水凝胶网络的交联密度和电荷密度发生变化，表现为水凝胶体积的溶胀变化，水含量升高。因此，功能化THz超材料芯片的自参考谐振峰可有效响应AFP浓度变化引起的水凝胶水含量变化。而同等浓度干扰物BSA则不与适配体水凝胶发生上述反应过程，故如图9所示，AFP分子溶液较BSA分子溶液有更为显著的谐振峰变化；该功能化超材料芯片可实现对液相环境中AFP分子的特异检测。
综上，本发明提出的响应性水凝胶功能化的THz超材料芯片可以实现对液相环境中靶分子的高特异定量检测。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
序列表
<110> 中国人民解放军陆军军医大学第一附属医院
<120> 一种太赫兹超材料芯片水凝胶功能化方法
<160> 2
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 38
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
aaatcaggtg cagttctcga ctcggtcttg atgtgggt 38
<210> 2
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
aaaacccaca tcaagaccga g 21

Claims (8)

1.一种太赫兹超材料芯片水凝胶功能化方法，其特征在于，先对太赫兹超材料芯片的基底进行预处理以引入有机改性基团，然后在预处理的太赫兹超材料芯片表面涂覆预聚物单体溶液，形成预聚物薄膜，最后经聚合反应实现太赫兹超材料芯片的水凝胶功能化；其中，所述的有机改性基团与预聚物单体溶液中的预聚物单体发生交联反应，实现在太赫兹超材料芯片表面聚合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述太赫兹超材料芯片以硅或石英作为基底，在其表面光刻加工形成周期性亚波长金属结构。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，太赫兹超材料芯片的预处理方法如下：将清洗处理后的太赫兹超材料芯片置于有机硅试剂的溶液中浸泡处理12小时，并使用顺丁烯二酸酐在超材料表面接枝上有反应活性的碳碳双键。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，利用太赫兹超材料芯片的基底与有机硅试剂反应引入活性官能团，所述的活性官能团包括氨基、羧基或丙烯酸基，所述有机硅试剂选自3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧丙基三甲氧基硅烷、对氨基苯基三甲氧基硅烷或3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预聚物单体溶液包括：主聚物、交联剂、诱发剂以及可修饰在凝胶网络中并与靶分子作用的敏感单体。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预聚物单体溶液包括：主聚物、交联剂、敏感单体、光引发剂，敏感单体包括靶物质的适配体分子和互补链分子。
7.利用权利要求1～6中任一项所述方法得到的一种水凝胶功能化的太赫兹超材料芯片。
8.权利要求7所述太赫兹超材料芯片在液相环境靶物质定量检测中的应用。
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