[发明专利]一种基于SERS-微流控芯片的醛类气体检测方法

说明书

本发明公开了一种基于SERS‑微流控芯片的醛类气体检测方法，包括以下步骤：1)将金属纳米粒子、2‑甲基咪唑和硝酸银在溶剂甲醇中反应，反应结束后得到表面包裹有沸石咪唑酯骨架结构材料的金属纳米粒子；2)向步骤1)反应后的溶液中加入巯基乙胺溶液，反应后得到包裹有沸石咪唑酯骨架结构材料和巯基乙胺的金属纳米粒子，离心后分散在去离子水中得到分散液；3)将分散液通入微流控芯片的通道中，干燥后包裹有沸石咪唑酯骨架结构材料和巯基乙胺的金属纳米粒子吸附在微流控芯片的通道中；4)将待检测的醛类气体通入微流控芯片通道中，反应后进行拉曼光谱检测。该方法实现了对醛类气体的快速定量检测，提高对醛类气体的检测灵敏度和准确度。

技术领域

本发明涉及一种基于SERS-微流控芯片的醛类气体检测方法，属于微流控和SERS检测技术领域。

背景技术

近年来，基于微加工技术的微流控芯片技术由于具有分析速度快、试剂消耗少、易于集成和高通量分析等诸多优点，成为近年来炙手可热的前沿分析技术之一，为研究药物活性中药物靶点的选择、药物筛选、临床前试验及剂量的确定等提供了新的平台。

微流控技术与以往宏观的流体操作技术相比，其独特优势在于在微尺度下，流体的流动特性发生改变，如低雷诺数的层流现象、液滴的操纵等。通过硅加工工艺或SU-8软光刻技术，很容易实现在微流控通道中异形结构的设计。柱阵列是微流控通道中常见的结构之一，周期排布的柱阵列对流体运动有显著的引导作用，可实现对流体进行富集、混合、分离等操作。

气体检测在环境检测、室内健康监管、疾病检查等领域有重大意义，但由于气体无定型可压缩难以操作，且待测物浓度低对灵敏度要求较高，故不易获得较好的检测效果。沸石咪唑酯骨架结构材料是一种典型的金属有机框架化合物，其多孔结构十分有利于气体小分子的的捕获，在气体分离和检测等领域有很好的应用前景。醛类气体是肺癌、胃癌等疾病的典型气体标志物，对醛类气体的检测对于癌症的早期无创筛查有重要意义。

表面增强拉曼散射(SERS)是一种光学现象，在激光激发下可以显著增强粗糙纳米结构上分析物的拉曼信号。SERS光谱与分子结构密切相关，也称为分子指纹谱。因此，基于SERS的检测技术显示出具有高灵敏度和高特异性特征的单分子检测能力的潜力。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种基于SERS-微流控芯片的醛类气体检测方法，提高对醛类气体的检测灵敏度和准确度。

技术方案：本发明提供了一种基于SERS-微流控芯片的醛类气体检测方法，该方法使用包裹有沸石咪唑酯骨架结构材料和巯基乙胺的金属纳米粒子作为探针，具体步骤如下：

1)将金属纳米粒子、2-甲基咪唑和硝酸银在溶剂甲醇中反应，，反应结束后得到表面包裹有沸石咪唑酯骨架结构材料的金属纳米粒子；

2)向步骤1)反应后的溶液中加入巯基乙胺溶液，反应后在金属纳米粒子表面修饰有巯基乙胺，得到包裹有沸石咪唑酯骨架结构材料和巯基乙胺的金属纳米粒子，经离心后分散在去离子水中，得到分散液；

3)将分散液通入微流控芯片的通道中，经干燥后，包裹有沸石咪唑酯骨架结构材料和巯基乙胺的金属纳米粒子吸附在微流控芯片的通道中；

4)将待检测的醛类气体通入微流控芯片通道中，反应后进行拉曼光谱检测。

其中：

所述的金属纳米粒子为金纳米粒子或银纳米粒子，其粒径为10～100nm。

所述的金纳米粒子或银纳米粒子通过还原剂还原金或者银离子制得，还原剂为柠檬酸钠或者乙二醇。

步骤1)所述的金属纳米粒子、2-甲基咪唑和硝酸银的摩尔比为0.1～1：1000000:1000000。

步骤1)所述的反应结束后得到表面包裹有沸石咪唑酯骨架结构材料的金属纳米粒子中，反应的温度为10～40℃，反应时长为1～24h。