[发明专利]一种基于表面增强拉曼散射技术的汞离子定量检测方法

权利要求书

1.一种基于表面增强拉曼散射技术的汞离子定量检测方法，其特征在于包含以下步骤：

1)采用纳米压印、Au薄膜沉积及反应离子束刻蚀制备Au纳米手指有序阵列结构；

2)对硫醇化的单链DNA溶液进行硫醇活化和脱盐处理，然后将所有的DNA样品在90℃热水中加热20分钟，然后在冰水浴中快速冷却；

3)将经步骤2处理后的单链DNA溶液滴加在步骤1制备的Au纳米手指有序阵列结构上进行孵育，由于DNA中的末端碱基分子和Au的良好亲和力，使得单链DNA主要以卧倒形式附着在Au纳米手指表面；

4)将步骤3处理好单链DNA修饰的Au纳米手指有序阵列结构拿出，用超纯水冲洗去未连接且多余的单链DNA溶液，再用超纯水浸泡两个小时，取出在自然条件下干燥；

5)在溶液挥发过程中，微表面张力使得相邻四个纳米手指相互靠在一起，形成以四聚体为结构单元的坍塌Au手指阵列结构，手指结构之间形成2倍DNA尺寸大小的亚纳米间隙，可产生量子等离激元调控的增强耦合电磁场，且四聚体耦合结构中的增强电磁场可不依赖入射光的偏振。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：还包括下列步骤：

6)在步骤5得到的基于Au纳米手指闭合阵列结构的SERS增强衬底上滴定含有汞离子的溶液，由于汞离子和相邻2个单链DNA中的中间碱基分子形成碱基分子-Hg-碱基分子，使得卧倒在Au表面的单链DNA变成垂直于Au表面的双链DNA螺旋空间结构，这样使DNA中的末端碱基分子从Au表面解离，从而远离间隙中形成的耦合增强电磁场，而中间碱基分子更靠近Au表面，因而其SERS信号相对中间碱基分子降低；

7)通过DNA中的末端碱基分子和中间碱基分子增强拉曼特征峰的比值来实现不同浓度Hg离子的定量和高选择性检测。

3.如权利要求2所述的基于表面增强拉曼散射技术的汞离子定量检测方法，其特征在于所述步骤1中Au纳米手指有序阵列结构中的单个纳米手指的高度为300纳米，包括250纳米的聚合物柱子及上面50纳米的Au，直径为80纳米，相邻手指之间的距离为120纳米。

4.如权利要求2所述的基于表面增强拉曼散射技术的汞离子定量检测方法，其特征在于所述步骤2中硫醇化的单链DNA序列为5’-HS-(CH2)6-TTTTTTTTTTGGGGGGGGAAAAAAAA，其中T，G，A为不同结构的碱基分子，并用三-(2甲酰乙基)膦盐酸盐(TCEP)还原剂还原处理备用。

5.如权利要求2所述的基于表面增强拉曼散射技术的汞离子定量检测方法，其特征在于所述步骤3中的DNA孵育是在4℃、高湿度的冰箱过夜12小时，使单链DNA一端与Au表面以硫氢键紧密连接，由于DNA中的另一末端碱基分子和Au的良好亲和力，使得单链DNA主要以卧倒形式附着在Au纳米手指表面。

6.如权利要求2所述的基于表面增强拉曼散射技术的汞离子定量检测方法，其特征在于所述步骤6中的中间碱基分子为DNA中的T序列，形成T-Hg-T结构。

7.如权利要求2所述的基于表面增强拉曼散射技术的汞离子定量检测方法，其特征在于所述步骤7中的DNA中的末端碱基分子和中间碱基分子为G序列和A序列，利用两者的比值来定量测量Hg离子的浓度。