CN113138186A - 一种超疏水自动定位sers光谱检测平台及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种超疏水自动定位SERS光谱检测平台及其制备方法和应用，涉及拉曼光谱检测技术领域。本发明提供的超疏水自动定位SERS光谱检测平台的制备方法，包括以下步骤：在基板表面设置圆弧形凹槽；去除所述圆弧形凹槽表面的氧化层后进行刻蚀，形成微纳结构表面；在所述微纳结构表面蒸镀氟硅烷，得到超疏水自动定位SERS光谱检测平台。本发明提供的超疏水自动定位SERS光谱检测平台制备工艺简便，成本低，便于实际使用；采用本发明提供的检测平台结合表面增强拉曼光谱技术检测痕量分析物，能够有效避免“咖啡环效应”，检测灵敏度较高，且稳定性和均一性均较好。

Description

一种超疏水自动定位SERS光谱检测平台及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及拉曼光谱检测技术领域，具体涉及一种超疏水自动定位SERS光谱检测平台及其制备方法和应用。

背景技术

激光拉曼光谱技术能够提供分子的精细结构信息和特征“分子指纹”图谱，使得拉曼光谱能鉴别不同的分子，被广泛运用于生化分子的分析检测，如罗丹明、葡萄糖、氨基酸、蛋白质、核酸和脂类等物质的定性和定量分析。表面增强拉曼光谱(Surface-enhancedRaman spectroscopy，简称SERS)就是借助贵金属纳米颗粒(如金胶或银胶)增强检测目标的拉曼信号，有效地抑制了自体荧光信号，拉曼信号强度能增强10⁴～10¹⁴倍，特殊条件下能实现单分子检测能力，被研究人员广泛应用于化学分子与生物分子检测等领域。

目前国内外学者广泛利用SERS技术对溶液中痕量分析物进行定性和定量检测，该检测主要是将分析物溶液与金胶或者银胶混合后，滴加在无拉曼信号背景干扰的基底上进行SERS检测，由于分析物在基底上是随机分布的，导致这种方法几乎无法检测到纳摩尔及更低浓度的分析物。此外，在血液检测中，这种方法容易产生“咖啡环效应”干扰，使得血液中分子无法均匀分布在每个区域，进一步影响SERS检测的均一性和重现性。

近几年，超疏水技术迅速兴起，各式各样的超疏水基底能浓缩分析物于小范围内，做到超低浓度溶液中分子的SERS检测，检测极限可达阿摩尔数量级。然而，目前超疏水基底虽然检测灵敏度极高，但存在工艺复杂、成本昂贵等问题，未能实现大批量生产和方便使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超疏水自动定位SERS光谱检测平台及其制备方法和应用，本发明提供的超疏水自动定位SERS光谱检测平台制备简便，成本低，便于实际使用；采用本发明提供的超疏水自动定位SERS光谱检测平台结合表面增强拉曼光谱技术检测痕量分析物，能够有效避免“咖啡环效应”，检测灵敏度较高。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种超疏水自动定位SERS光谱检测平台的制备方法，包括以下步骤：

在基板表面设置圆弧形凹槽；

去除所述圆弧形凹槽表面的氧化层后进行刻蚀，形成微纳结构表面；

在所述微纳结构表面蒸镀氟硅烷，得到超疏水自动定位SERS光谱检测平台。

优选地，所述氟硅烷包括三甲氧基(1H,1H,2H,2H-十七氟癸基)硅烷、三甲基(五氟乙基)硅烷或三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟代正辛基硅烷。

优选地，所述圆弧形凹槽的数量为多个，多个所述圆弧形凹槽呈阵列排布。

优选地，所述蒸镀的温度为80～120℃；所述蒸镀的时间为1～3h。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的超疏水自动定位SERS光谱检测平台，包括基板以及设置在所述基板表面的超疏水圆弧形凹槽，所述超疏水圆弧形凹槽的接触角为153～163°。

本发明还提供了上述技术方案所述超疏水自动定位SERS光谱检测平台在表面增强拉曼光谱检测中的应用。

本发明提供了一种表面增强拉曼光谱检测方法，包括以下步骤：

将贵金属纳米溶胶和分析物样品溶液混合，将所得混合溶液滴加在上述技术方案所述超疏水自动定位SERS光谱检测平台的超疏水圆弧形凹槽中，依次进行孵育和干燥后，进行表面增强拉曼光谱检测。

优选地，所述分析物样品溶液中的分析物样品包括环境污染物或生物标记物。

优选地，所述贵金属纳米溶胶包括银纳米溶胶或金纳米溶胶。

优选地，所述贵金属纳米溶胶和分析物样品溶液的体积比为1～5:1；所述贵金属纳米溶胶的浓度为100～600nmol/L；所述分析物样品溶液的浓度大于10^-13mol/L。

本发明提供了一种超疏水自动定位SERS光谱检测平台的制备方法，包括以下步骤：在基板表面设置圆弧形凹槽；去除所述圆弧形凹槽表面的氧化层后进行刻蚀，形成微纳结构表面；在所述微纳结构表面蒸镀氟硅烷，得到超疏水自动定位SERS光谱检测平台。在本发明中，凹槽设置为圆弧形，能够使得分析物样品和贵金属纳米溶胶聚集在底部，自动定位在一个点，提高检测灵敏度；本发明去除圆弧形凹槽表面的氧化层，能够增加基板表面的粗糙度；然后将圆弧形凹槽的表面刻蚀成微纳结构，增加圆弧形凹槽表面与空气的接触面积，引起恒定的接触角蒸发模式，促进分析物样品浓缩；在微纳结构表面蒸镀氟硅烷，能够得到具有超疏水效果的圆弧形凹槽；由于圆弧形凹槽具有超疏水效果，分析物样品溶液和贵金属纳米溶胶的混合溶液能够在重力作用下自动滑落到圆弧形凹槽底部中心位置，实现自动定位功能，便于表面增强拉曼光谱高通量检测。本发明提供的超疏水自动定位SERS光谱检测平台制备简便，成本低，便于实际使用。

采用本发明提供的超疏水自动定位SERS光谱检测平台结合表面增强拉曼光谱技术检测痕量分析物，能够有效避免“咖啡环效应”，检测灵敏度较高，且稳定性、均一性和可重现性均较好。利用本发明提供的超疏水自动定位SERS光谱检测平台结合贵金属纳米溶胶和表面增强拉曼光谱技术，能够对大批量标本实现高通量、自动化检测。

附图说明

图1为本发明超疏水自动定位SERS光谱检测平台的制备方法示意图；

图2为实施例1制备的超疏水自动定位SERS光谱检测平台的实物图；

图3为未经处理的铝板和超疏水圆弧形凹槽上滴加水的接触角对比图；

图4为应用例1中银纳米溶胶的透射电镜图；

图5为应用例1中不同浓度梯度的罗丹明SERS光谱图；

图6为应用例1中罗丹明光谱位于612cm^-1处的峰值强度与浓度的定量标准曲线图；

图7为应用例2中色氨酸、葡萄糖和腺嘌呤的SERS光谱图；

图8为应用例3中血清样品与银纳米溶胶混合溶液滴加在未处理的铝片上(第二排中间位置)和超疏水圆弧形凹槽中干燥后的对比图；

图9为应用例3中血清样品与银纳米溶胶混合溶液滴加在未处理的铝片上和超疏水圆弧形凹槽中所得SERS光谱对比图。

具体实施方式

本发明提供了一种超疏水自动定位SERS光谱检测平台的制备方法，包括以下步骤：

在基板表面设置圆弧形凹槽；

去除所述圆弧形凹槽表面的氧化层后进行刻蚀，形成微纳结构表面；

在所述微纳结构表面蒸镀氟硅烷，得到超疏水自动定位SERS光谱检测平台。

本发明在基板表面设置圆弧形凹槽。在本发明中，所述基板优选为铝板。本发明对所述铝板的尺寸没有特殊要求，按照实际需求进行选择即可。在本发明的具体实施例中，所述铝板的厚度优选为2～15mm，更优选为8mm；所述铝板的长×宽×高优选为171mm×171mm×8mm。

本发明在所述基板表面设置若干个圆弧形凹槽的方法优选为钻槽。在本发明中，所述钻槽的方法优选包括：将所述基板进行面削平，然后图纸化的定点钻槽。在本发明中，优选采用高精度的数字控制机床对铝板进行面削平。

在本发明中，所述圆弧形凹槽的数量优选为多个，更优选为100个；多个所述圆弧形凹槽优选呈阵列排布。本发明对所述圆弧形凹槽的具体尺寸没有特殊要求，根据实际需求进行确定即可。在本发明的具体实施例中，所述圆弧形凹槽的弧度优选为π/9～π/2，更优选为9.1π/20。在本发明的具体实施例中，所述圆弧形凹槽的开口直径为8mm，深度为1.5mm，形状为半弧型，两相邻圆弧形凹槽之间的中心距离为16mm。

得到圆弧形凹槽后，本发明去除所述圆弧形凹槽表面的氧化层后进行刻蚀，形成微纳结构表面。在本发明中，所述去除圆弧形凹槽表面的氧化层的方法优选为打磨。在本发明中，所述打磨的方法优选包括：采用砂纸对所述圆弧形凹槽的表面进行打磨，然后进行清洗和干燥。在本发明中，所述砂纸的型号优选为300～6000目，更优选为1200目；每个所述圆弧形凹槽的打磨时间优选为10s。在本发明中，所述清洗优选包括依次进行的水洗、丙酮洗和乙醇洗。在本发明中，所述水洗优选为超纯水洗；所述乙醇洗优选为无水乙醇洗；所述水洗、丙酮洗和乙醇洗独立地优选为在超声条件下进行清洗；所述水洗、丙酮洗和乙醇洗的时间独立地优选为5～10min。本发明对所述干燥的具体工艺参数没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的干燥方法即可。

本发明将打磨后的圆弧形凹槽进行刻蚀。在本发明中，所述刻蚀的方法优选包括：将刻蚀液滴加在所述打磨后的圆弧形凹槽表面，进行刻蚀。在本发明中，所述刻蚀采用的刻蚀液优选包括盐酸溶液；所述盐酸溶液的浓度优选为2～5mol/L，更优选为3～4mol/L。在本发明中，所述刻蚀的时间优选为3～24h，更优选为3～5h。在本发明的具体实施例中，当所述圆弧形凹槽的开口直径为8mm，深度为1.5mm，弧度为9.1π/20时，所述盐酸溶液的用量优选为45μL～90μL。

在本发明中，所述刻蚀后，优选将所得圆弧形凹槽进行后处理，得到具有微纳结构表面的圆弧形凹槽。在本发明中，所述后处理优选包括依次进行的清洗和干燥。在本发明中，所述清洗优选包括依次进行的水洗和乙醇洗。在本发明中，所述水洗优选为超纯水洗；所述乙醇洗优选为无水乙醇洗；所述水洗和乙醇洗独立地优选为在超声条件下进行清洗；所述水洗和乙醇洗的时间独立地优选为5～10min。本发明对所述干燥的具体工艺参数没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的干燥方法即可。

本发明在所述微纳结构表面蒸镀氟硅烷，得到超疏水自动定位SERS光谱检测平台。在本发明中，所述氟硅烷优选包括三甲氧基(1H,1H,2H,2H-十七氟癸基)硅烷、三甲基(五氟乙基)硅烷或三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟代正辛基硅烷。本发明对圆弧形凹槽进行刻蚀，使得圆弧形凹槽形成微纳结构，结合氟硅烷，能够使圆弧形凹槽的表面具有超疏水效果。

在本发明中，所述蒸镀的方法优选包括：将氟硅烷和基板置于密闭容器中，进行蒸镀。在本发明的具体实施例中，当所述圆弧形凹槽的开口直径为8mm，深度为1.5mm，弧度为9.1π/20时，所述氟硅烷的使用量优选为0.1～0.7mL，更优选为0.5mL。在本发明中，所述蒸镀的温度优选为80～120℃，更优选为90℃；所述蒸镀的时间优选为1～3h，更优选为2h。在本发明中，所述密闭容器优选为密闭玻璃皿或密闭不锈钢盒子。

本发明优选在所述蒸镀后，室温冷却，在所述圆弧形凹槽的表面形成蒸镀层。在本发明中，所述圆弧形凹槽表面的蒸镀层优选为单分子层。

在本发明的具体实施例中，所述超疏水自动定位SERS光谱检测平台的制备方法如图1所示，铝板经过数字控制机床钻槽、砂纸打磨、盐酸刻蚀和氟硅烷修饰形成阵列排布的超疏水圆弧形凹槽，分析物与银纳米溶胶混合溶液干燥后会浓缩成很小且均匀分布的一个点并自动定位到圆弧形凹槽底部中心位置，然后进行高效和可重现性的分析物表面增强拉曼光谱检测。

本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的超疏水自动定位SERS光谱检测平台，包括基板以及设置在所述基板表面的超疏水圆弧形凹槽，所述超疏水圆弧形凹槽的接触角为153～163°，优选为158°。在本发明中，所述超疏水圆弧形凹槽包括圆弧形凹槽和设置于所述圆弧形凹槽表面的蒸镀层，所述蒸镀层的组分为氟硅烷分子。

本发明还提供了上述技术方案所述超疏水自动定位SERS光谱检测平台在表面增强拉曼光谱检测中的应用，尤其适用于微量及痕量分析物的表面增强拉曼光谱检测。

本发明还提供了一种表面增强拉曼光谱检测方法，包括以下步骤：

将贵金属纳米溶胶和分析物样品溶液混合，将所得混合溶液滴加在上述技术方案所述超疏水自动定位SERS光谱检测平台的超疏水圆弧形凹槽中，依次进行孵育和干燥后，进行表面增强拉曼光谱检测。

在本发明中，所述贵金属纳米溶胶优选包括银纳米溶胶或金纳米溶胶，更优选为银纳米溶胶。在本发明中，所述贵金属纳米溶胶的浓度优选为100～600nmol/L，更优选为300～500nmol/L。在本发明的具体实施例中，所述银纳米溶胶中纳米银的浓度优选为300nmol/L，所述银纳米溶胶中纳米银的粒径为45～50nm。

在本发明的具体实施例中，所述银纳米溶胶的制备方法优选包括以下步骤：将硝酸银溶液、氢氧化钠溶液和还原剂溶液混合，所得混合液进行离心，得到银纳米溶胶。在本发明中，所述硝酸银溶液的浓度优选为0.15～0.20mg/mL，更优选为0.19mg/mL；所述氢氧化钠溶液的浓度优选为0.05～0.2mol/L，更优选为0.1mol/L；所述还原剂溶液优选为盐酸羟胺溶液或柠檬酸钠溶液；所述还原剂溶液的浓度优选为0.01～0.2mol/L，更优选为0.06mol/L。在本发明中，所述硝酸银溶液、氢氧化钠溶液和还原剂溶液的体积比优选为20:1:1。

在本发明中，所述硝酸银溶液、氢氧化钠溶液和还原剂溶液混合的方法优选为：将氢氧化钠溶液和还原剂溶液混合后，得到混合溶液；将所述混合溶液加入硝酸银溶液中，进行搅拌。在本发明中，所述搅拌的速度优选为100～1500r/min，更优选为800r/min。本发明对所述搅拌的时间没有特殊要求，以得到均匀的乳灰色溶液为宜。

在本发明中，所述离心的速率优选为4000～12000r/min，更优选为10000r/min；所述离心的时间优选为6～15min，更优选为10min。本发明通过离心使银胶分层，弃去上清液，下层浓缩物为银纳米溶胶。

在本发明中，所述分析物样品溶液中的分析物样品优选包括环境污染物或生物标记物；所述环境污染物优选包括罗丹明、甲基蓝或农药残留小分子；所述生物标记物优选包括色氨酸、葡萄糖或腺嘌呤。在本发明中，所述分析物样品溶液的溶剂优选为超纯水或表面能大于水的溶剂。在本发明中，所述分析物样品溶液的浓度优选大于10^-13mol/L，更优选为10^-3～10^-12mol/L，更优选为10^-7mol/L。在本发明的具体实施例中，所述分析物样品溶液优选包括人体体液，具体优选为血清、尿液、唾液或泪液。

在本发明中，所述贵金属纳米溶胶和分析物样品溶液的体积比优选为1～5:1，更优选为5:1。本发明对所述贵金属纳米溶胶和分析物样品溶液的混合方法没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的混合方法即可。

在本发明中，所述贵金属纳米溶胶和分析物样品溶液的混合溶液在所述超疏水自动定位SERS光谱检测平台上的滴加量优选为2～50μL，更优选为12μL。

在本发明中，所述孵育的温度优选为常温，所述孵育的方式优选为静置；所述孵育的时间优选为5～60min，更优选为20min。本发明通过孵育使得贵金属纳米溶胶和分析物样品溶液混合均匀。在本发明中，所述干燥的温度优选为15～40℃，更优选为25℃；所述干燥的时间优选为20～60min，更优选为20min。在所述干燥过程中，贵金属纳米溶胶和分析物样品溶液会自动均匀混合并浓缩至很小的一个点，能够克服“咖啡环效应”造成的SERS光谱信号分布不均匀问题，获得稳定可重现性的SERS光谱信号。在本发明的具体实施例中，所述干燥后，贵金属纳米溶胶和分析物样品浓缩至直径为0.5～1mm的一个点。

在本发明中，所述表面增强拉曼光谱检测的条件优选包括：X50倍镜；激光波长785nm；积分时间10s；激发光功率为10mW；光谱范围为400～1800cm^-1。

本发明优选在进行所述表面增强拉曼光谱检测后，将所得表面增强拉曼光谱原始数据进行荧光背景扣除数据预处理，得到分析物样品的表面增强拉曼光谱检测数据。本发明对所述荧光背景扣除数据预处理的具体方法没有特殊要求，采用本领域技术人员所熟知的方法即可，本发明优选利用多项式拟合扣除获得的表面增强拉曼光谱原始数据荧光背景。

本发明根据分析物样品的表面增强拉曼光谱检测数据，能够对分析物样品进行定性或定量分析。具体来说，本发明根据分析物样品的表面增强拉曼光谱中特征峰强度大小进行定性分析；或者，先对标准样品进行表面增强拉曼光谱检测，得到标准曲线；然后根据分析物样品的表面增强拉曼光谱检测数据，判定分析物样品的浓度，实现分析物样品的定量分析。

在本发明中，所述贵金属纳米溶胶和罗丹明溶液在超疏水圆弧形凹槽中干燥后的检测范围优选为10^-9～10^-12mol/L，检测极限低于10^-12mol/L。在本发明中，当所述分析物样品溶液中的分析物样品为色氨酸、葡萄糖或腺嘌呤时，检测极限低于10^-7mol/L。

本发明提供的表面增强拉曼光谱检测方法，能够克服“咖啡环效应”，可以实现快速定位分析物，稳定、高通量、高灵敏度检测分析物。

下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

将长×宽×高为171mm×171mm×8mm的铝板放置在设置好参数的数字控制机床上钻槽，共100个圆弧形凹槽，每个圆弧形凹槽的开口直径为8mm，深度为1.5mm，形状为半弧型，两相邻圆弧形凹槽之间的中心距离为16mm；

用1200#砂纸对铝板上的每个圆弧形凹槽进行打磨10s后，依次用超纯水、丙酮和无水乙醇超声清洗，各清洗10min；在每个清洗后圆弧形凹槽中加入70μL 3mol/L的HCl溶液，刻蚀3h后，用超纯水和无水乙醇依次独立超声清洗10min，并室温(25℃)干燥；接着将刻蚀后的铝板与0.5mL的三甲氧基(1H,1H,2H,2H-十七氟癸基)硅烷一起放在密闭不锈钢盒子中，再将盒子放在鼓风干燥箱中，在120℃蒸镀120min，最后在室温下冷却，每个圆弧形凹槽均具有超疏水性能，接触角为158°，形成超疏水圆弧形凹槽，进而得到超疏水自动定位SERS光谱检测平台。

本实施例制备的超疏水自动定位SERS光谱检测平台的实物图如图2所示，图2中右侧图圆弧形凹槽中从左到右从上到下依次为罗丹明溶液、水、金纳米溶胶和银纳米溶胶。由图2可以看出，本发明制备的超疏水自动定位SERS光谱检测平台的圆弧形凹槽具有超疏水效果。

未经处理的铝板上滴加水的接触角图如图3中的(A)所示；本发明制备的超疏水圆弧形凹槽上滴加水的接触角图如图3中的(B)所示。由图3可以看出，本发明制备的超疏水圆弧形凹槽接触角为158°，具有超疏水性能。

应用例1

(1)银纳米溶胶的合成：

在锥形瓶中加入90mL超纯水和0.017gAgNO₃，搅拌溶解，得到硝酸银溶液；将4.5mL氢氧化钠溶液(0.1mol)与5mL盐酸羟胺溶液(0.06mol)混匀后，快速加入所述锥形瓶中，均匀搅拌直至得到均匀的乳灰色溶液；用离心机10000转/分钟，离心10分钟，使银胶分层，将上清液丢去，取下层浓缩的银纳米溶胶在室温下避光封存备用；所述银纳米溶胶的浓度为300nmol/L。

所述银纳米溶胶的透射电镜图如图4所示，所述银纳米溶胶中纳米银的粒径为45nm。

(2)利用实施例1制备的超疏水自动定位SERS光谱检测平台检测罗丹明：

取10μL 10^-9mol/L、10^-10mol/L、10^-11mol/L、10^-12mol/L四个不同浓度梯度的罗丹明标准溶液分别与2μL步骤(1)所述银纳米溶胶混合，将所得混合溶液滴加在实施例1制备的超疏水自动定位SERS光谱检测平台的超疏水圆弧形凹槽中，依次进行室温孵育20min和干燥(温度为25℃)20min后，进行SERS检测，得到不同浓度梯度的罗丹明SERS光谱。其中，SERS检测的条件包括：X50倍镜；激光波长785nm；积分时间10s；激发光功率为10mW；光谱范围为400～1800cm^-1。

所得不同浓度梯度的罗丹明SERS光谱如图5所示，在612cm^-1的强度做定量分析曲线，如图6所示。由图5～6可以看出，采用本发明的检测平台检测不同浓度梯度的罗丹明具有良好的线性相关，而且检测灵敏度可以达到10^-12mol/L，结果表明，本发明制备的超疏水自定位SERS光谱检测平台对小分子物质具有超灵敏检测效能。

应用例2

按照应用例1的检测方法，将10^-7mol/L的色氨酸溶液、葡萄糖溶液、腺嘌呤溶液与2μL银纳米溶胶混合，将所得混合溶液滴加在实施例1制备的超疏水自动定位SERS光谱检测平台的超疏水圆弧形凹槽中，依次进行室温孵育20min和干燥(温度为25℃)20min后，进行SERS检测，得到色氨酸、葡萄糖和腺嘌呤的SERS光谱，如图7所示。其中，SERS检测的条件包括：X50倍镜；激光波长785nm；积分时间10s；激发光功率为10mW；光谱范围为400～1800cm^-1。

应用例3

血清样品收集：

血清样品由福建肿瘤医院提供，无菌条件下抽取早晨7点-8点间人的隔夜空腹血液，2000r/min离心15分钟，取上层血清作为血清样品。

血清样品SERS检测：

利用移液枪将10μL血清样品加入经过无菌消毒处理的试管内；并用移液枪往试管中加入10μL银纳米溶胶，按照血清样品与银纳米溶胶体积比1:1混合，将所得混合溶液充分搅拌，使血清样品与银纳米溶胶混合均匀，将制得的所有混合溶液分别滴加在未处理的铝片上和实施例1制备的超疏水自动定位SERS光谱检测平台的超疏水圆弧形凹槽中，由于超疏水圆弧形凹槽具有超疏水性能，混合溶液保持着球形滑动到超疏水圆弧形凹槽底部的中心部位，并在常温条件下孵育干燥后，每个样品上各随机采集5条血清表面增强拉曼光谱。其中，SERS检测的条件包括：X50倍镜；激光波长785nm；积分时间10s；激发光功率为10mW；光谱范围为400～1800cm^-1。

图8为血清样品与银纳米溶胶混合溶液滴加在未处理的铝片上(第二排中间位置)和超疏水圆弧形凹槽中干燥后的对比图。由图8可以看出，血清样品在未处理的铝片上孵育干燥后的面积远大于在超疏水圆弧形凹槽中的面积，说明本发明的超疏水圆弧形凹槽具有浓缩样品的作用。

图9中的(A)是显微镜下血清样品与银纳米溶胶混合溶液滴加在未经处理的铝板上干燥后的图片，由图9中的(A)可以看出，血清样品表面不均匀，有明显的咖啡环；图9中的(B)是显微镜下血清样品与银纳米溶胶混合溶液滴加在超疏水圆弧形凹槽中干燥后的图片，由图9中的(B)可以看出，血清样品表面均匀，无明显咖啡环；图9中的(C)是(A)中对应5个位置的5条SERS光谱；图9中的(D)是(B)中对应5个位置的5条SERS光谱。由图9中的(C)和(D)可以看出，未经处理的铝板上的样品获得的5条SERS光谱之间存在差异性，只有在咖啡环上才能获得高信噪比的SERS光谱(如图9(C)中1所示)，不在咖啡环上测得的SERS光谱信噪比很差，并且五条SERS光谱的谱峰位置和强度都存在差异。因此，使用未经处理的铝板作为基底需要花费更多的时间寻找最佳的测试点。然而，在超疏水圆弧形凹槽中获得的5条血清样品SERS光谱不仅具有非常好的信噪比，而且光谱之间具有非常好的重现性。因此，以上结果表明本发明的超疏水圆弧形凹槽可以高效汇聚样品，避免咖啡环效应，有助于快速采集样本SERS光谱。

本发明利用SERS光谱测量方法，取得高质量的分析物SERS光谱信号，并根据分析物SERS光谱谱峰的强度，实现快速和无损的定量检测识别，以及在血清检测中证实了利用超疏水自动定位SERS光谱检测平台，提高了血清SERS光谱的稳定性和均一性。因此，本发明所构建的超疏水自动定位SERS光谱检测平台在痕量分析物高精度检测方面展现出巨大的潜力，为超痕量的小分子分析物和血清SERS检测提供一种可靠的辅助方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种超疏水自动定位SERS光谱检测平台的制备方法，包括以下步骤：

在基板表面设置圆弧形凹槽；

去除所述圆弧形凹槽表面的氧化层后进行刻蚀，形成微纳结构表面；

在所述微纳结构表面蒸镀氟硅烷，得到超疏水自动定位SERS光谱检测平台。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氟硅烷包括三甲氧基(1H,1H,2H,2H-十七氟癸基)硅烷、三甲基(五氟乙基)硅烷或三乙氧基-1H,1H,2H,2H-十三氟代正辛基硅烷。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述圆弧形凹槽的数量为多个，多个所述圆弧形凹槽呈阵列排布。

4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述蒸镀的温度为80～120℃；所述蒸镀的时间为1～3h。

5.权利要求1～4任一项所述制备方法制备得到的超疏水自动定位SERS光谱检测平台，包括基板以及设置在所述基板表面的超疏水圆弧形凹槽，所述超疏水圆弧形凹槽的接触角为153～163°。

6.权利要求5所述超疏水自动定位SERS光谱检测平台在表面增强拉曼光谱检测中的应用。

7.一种表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将贵金属纳米溶胶和分析物样品溶液混合，将所得混合溶液滴加在权利要求5所述超疏水自动定位SERS光谱检测平台的超疏水圆弧形凹槽中，依次进行孵育和干燥后，进行表面增强拉曼光谱检测。

8.根据权利要求7所述的表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述分析物样品溶液中的分析物样品包括环境污染物或生物标记物。

9.根据权利要求7所述的表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述贵金属纳米溶胶包括银纳米溶胶或金纳米溶胶。

10.根据权利要求7所述的表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，所述贵金属纳米溶胶和分析物样品溶液的体积比为1～5:1；所述贵金属纳米溶胶的浓度为100～600nmol/L；所述分析物样品溶液的浓度大于10^-13mol/L。

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