用于分子痕量检测的柔性疏水SERS检测装置及系统

本技术涉及光学传感，尤其涉及一种用于分子痕量检测的柔性疏水sers检测装置及系统。

背景技术：

1、拉曼散射是一种非弹性散射，拉曼散射光相对于入射光的频移对应于分子特征的振动和转动信息，与入射光频率无关。因此，拉曼光谱能够揭示出物质的结构，可以分析物质的组成和浓度，实现对物质的定性和定量分析，又称为物质的“指纹光谱”。但由于拉曼散射光强度较弱，微痕量物质的识别与检测面临很大的挑战。

2、sers(表面增强拉曼光谱)具有很高的灵敏度，优势在于其具有的电磁增强和化学增强性能，是一种很好的表面光学传感技术。sers检测主要基于金属纳米结构等离激元局域场增强效应，而这种增强效应主要依赖于金属纳米结构的尺寸、间隙，即sers热点的密度和强度。处于“热点”处分子的拉曼散射强度能得到极大增强。

3、然而，过去制备的sers检测器件多为亲水平面型，受咖啡环效应影响较大，溶液中的待测分子易在sers检测器件中大范围扩散，使得检测区域的分子数量降低，且易出现分布不均匀的问题。另一方面，制备刚性sers检测器件形状固定，尺寸难以根据需求进行修改，而经常作为柔性衬底所选用的滤纸纤维易损坏，稳定性差。

4、综上，抑制咖啡环效应是提高sers检测灵敏度的重要方法之一，同时稳定性好的柔性检测器件能够更好地适应各种检测场景的需求。因此，制备一种稳定性好、检测灵敏度高的柔性疏水sers检测器件的需求日益迫切。

技术实现思路

1、本实用新型旨在至少解决相关技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种用于分子痕量检测的柔性疏水sers检测装置，能够提升对于柔性疏水sers的检测精度，同时还能够提升对于柔性疏水sers检测装置的制备效率。

2、本实用新型还提供一种用于柔性疏水sers的检测系统。

3、本实用新型第一方面实施例提供一种用于分子痕量检测的柔性疏水sers检测装置，包括：

4、聚四氟乙烯纤维衬底，表面设置有多个检测区域，多个所述检测区域阵列分布；

5、金属纳米颗粒，位于所述检测区域内且每个所述检测区域内的所述金属纳米颗粒之间具有空隙。

6、根据本实用新型的一个实施例，所述聚四氟乙烯纤维衬底为规则形状，多个所述检测区域均形成规则区域，多个所述检测区域沿所述聚四氟乙烯纤维衬底的中心点均匀阵列。

7、根据本实用新型的一个实施例，所述聚四氟乙烯纤维衬底包括聚四氟乙烯纤维滤膜。

8、根据本实用新型的一个实施例，所述金属纳米颗粒适于粘接于所述聚四氟乙烯纤维衬底。

9、根据本实用新型的一个实施例，所述金属纳米颗粒适于粘接于所述聚四氟乙烯纤维衬底中聚四氟乙烯纤维的空间三维立体结构上。

10、根据本实用新型的一个实施例，所述金属纳米颗粒适于通过真空蒸镀连接于所述聚四氟乙烯纤维衬底。

11、根据本实用新型的一个实施例，在所述真空蒸镀过程中，蒸镀金属为银。

12、根据本实用新型的一个实施例，所述金属纳米颗粒的粒径的取值范围为40纳米至60纳米。

13、本实用新型第二方面实施例提供一种用于柔性疏水sers的检测系统，包括上述的用于分子痕量检测的柔性疏水sers检测装置。

14、根据本实用新型提供的用于分子痕量检测的柔性疏水sers检测装置，通过在聚四氟乙烯纤维衬底上设置多个检测区域，并在每个检测区域内设置呈间隙排布的金属纳米颗粒，能够利用聚四氟乙烯纤维致密、平整，均匀性好，化学、物理性质稳定，耐腐蚀、耐高温、耐激光辐照等优点，可以制备出稳定性好且具有三维分布式sers“热点”的柔性疏水检测装置。聚四氟乙烯纤维的空间三维立体结构不仅可以提供大的表面积用于吸附更多的金属纳米颗粒，而且使得金属纳米颗粒及其产生的sers“热点”更大程度地分布于三维空间，从而提供更多的sers增强热点，显著提高处于空间三维立体结构中待测分子的拉曼信号，提高了检测灵敏度。

技术特征：

1.一种用于分子痕量检测的柔性疏水sers检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于分子痕量检测的柔性疏水sers检测装置，其特征在于，所述聚四氟乙烯纤维衬底为规则形状，多个所述检测区域均形成规则区域，多个所述检测区域沿所述聚四氟乙烯纤维衬底的中心点均匀阵列。

3.根据权利要求1所述的用于分子痕量检测的柔性疏水sers检测装置，其特征在于，所述聚四氟乙烯纤维衬底包括聚四氟乙烯纤维滤膜。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于分子痕量检测的柔性疏水sers检测装置，其特征在于，所述金属纳米颗粒适于粘接于所述聚四氟乙烯纤维衬底。

5.根据权利要求4所述的用于分子痕量检测的柔性疏水sers检测装置，其特征在于，所述金属纳米颗粒适于粘接于所述聚四氟乙烯纤维衬底中聚四氟乙烯纤维的空间三维立体结构上。

6.根据权利要求5所述的用于分子痕量检测的柔性疏水sers检测装置，其特征在于，在所述真空蒸镀过程中，蒸镀金属为银。

7.一种用于柔性疏水sers的检测系统，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的用于分子痕量检测的柔性疏水sers检测装置。

技术总结
本技术涉及光学传感技术领域，尤其涉及一种用于分子痕量检测的柔性疏水SERS检测装置及系统。用于分子痕量检测的柔性疏水SERS检测装置，包括聚四氟乙烯纤维衬底，表面设置有多个检测区域，多个检测区域阵列分布；金属纳米颗粒，位于检测区域内且每个检测区域内的金属纳米颗粒之间具有空隙。该用于分子痕量检测的柔性疏水SERS检测装置中聚四氟乙烯纤维的物理化学性质稳定，纤维提供大的表面积用于吸附更多的金属纳米颗粒，而且使得金属纳米颗粒及其产生的SERS“热点”更大程度地分布于三维空间，从而提供更多的SERS增强热点，显著提高处于空间三维立体结构中待测分子的拉曼信号，提高了检测灵敏度。

技术研发人员：张新平,陶冠溦,李佳俊
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：20230824
技术公布日：2024/9/23