[发明专利]一种金属/碳纳米管复合滤膜、制作方法及应用

说明书

本发明提供一种金属/碳纳米管复合滤膜、制作方法及应用，滤膜结构包括过滤吸附层和拉曼散射增强层，过滤吸附层为由功能化的碳纳米管形成的碳纳米管网，拉曼散射增强层为在碳纳米管网上修饰沉积的金属纳米颗粒层；本发明采用聚合物包裹的方式进行长碳纳米管电性更改，利用静电吸附作用将不同电性的长碳纳米管沉积在纤维滤膜上，然后沉积修饰金核银壳纳米粒子的碳纳米管复合物。本发明利用长碳纳米管和金核银壳纳米粒子结合形成孔径可调节，具有吸附、筛选且表面增强拉曼散射热点多的三维SERS活性碳基滤膜，提高了滤膜的表面增强拉曼散射增强因子，增加了滤膜的比表面积，从而实现对液体环境中待测物的分离和检测能力。

技术领域

本发明属于纳米材料制备技术领域，具体涉及一种金属/碳纳米管复合滤膜、制作方法及应用。

背景技术

近年来，随着纳米材料制备、基于表面增强散射等技术应用的高速发展，基于纳米材料的表面增强拉曼散射基底以其独特的结构和信号高强度、高灵敏度以及目标检测功能在体外医学诊断和水环境监测域具有重大的应用前景。

在光学检测技术中，表面增强拉曼散射（SERS）技术由于其超高的灵敏度以及独特的“指纹”光谱特性，其谱线窄、检测条件温和、对生物样品损伤小、不易光漂白等特点被广泛地应用在环境检测、细胞成像和病原体/蛋白质检测等领域，因此在生物传感、药物分析、癌症早期诊断治疗等领域中得到广泛研究和应用。

在生物医学方面，SERS基底是目前研究肿瘤早期诊断和细胞分析的热点之一。SERS基底是一种尺寸较小的金属纳米级颗粒，其表面可以修饰特定的靶向分子和标记物实现对目标物的捕获并检测，也可以直接对目标物进行无标检测。体外检测如基于典型的三明治结构免疫检测平台、微流控技术平台配合SERS基底在对生物大分子、蛋白及一些肿瘤标记的高通量、高灵敏的检测应用领域中也得到了广泛的关注。

然而，随着研究的不断深入，人们对纳米光学检测系统及平台的要求不断提高，现有的检测系统和平台很难实现待测目标物的筛选捕获和检测同时进行。若能实现液体待测样本在定向流动的过程中同时实现待测目标物的过滤、筛选和检测，在液体流动的过程中截获待测目标物同时还能获得目标待测物的相关信息，这将为水环境检测以及肿瘤的早期诊断和病情评估提供更可靠的判据。通常用于液体中目标待测物的SERS检测方式主要是基于溶液中游离的贵金属纳米颗粒和组装贵金属纳米颗粒的二氧化硅玻片，以基于金纳米球的SERS探针为例，先取一定量的流动性待测液体放入试管中，然后将含有游离的金纳米球SERS探针溶液和上述待测液体混合一段时间，使液体中的待测物与贵金属纳米粒子充分结合后实现对液体中待测目标物的SERS检测，但是直接混合会使得探针和液体中待测物接触几率小，相互作用时间长，通常这种方式需要对液体待测物进行多次离心清洗和浓缩，操作复杂，实验过程中还可能出现贵金属纳米粒子和待测溶液混合产生沉淀，不利于进行高通量、快速、高灵敏的检测。因而，获得一个适用于流动性液体检测的SERS基底，集成过滤、筛选和SERS增强作用、结构简单、检测方便快速等诸多优点于一体的SERS基底，对于液体中目标待测物的高灵敏、快速检测具有重要价值，对于丰富生化分析中的检测手段也具有很大的意义。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种金属/碳纳米管复合滤膜、制作方法及应用。

为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：

一种金属/碳纳米管复合滤膜，所述滤膜结构包括过滤吸附层和拉曼散射增强层，所述过滤吸附层为由功能化的碳纳米管形成的碳纳米管网，用于过滤溶液和截留溶液中的目标待测物；所述拉曼散射增强层为在碳纳米管网上修饰沉积的金属纳米颗粒层，用于对溶液中的目标待测分子的拉曼光谱进行增强，通过表面增强拉曼散射光谱实现目标物的检测。

进一步的，所述碳纳米管为长的多壁碳纳米管。

进一步的，所述金属纳米颗粒层为金核银壳纳米粒子层。