[发明专利]一种提高均匀分布SERS基底光谱一致性的方法

说明书

本发明是一种提高均匀分布SERS基底光谱一致性的方法，该方法包括以下步骤：步骤1）首先构建微纳结构占空比的计算方法；步骤2）测量不同占空比下的拉曼光谱强度，建立微纳结构占空比与拉曼光谱强度之间的定量关系并形成相应的关系公式；步骤3）利用关系公式，以基准占空比进行反演测量不同区域得到不同的光谱强度，推算出其对应基准占空比的光谱强度，从而获得SERS基底的光谱强度。本发明能够消除微纳结构占空比对光谱强度的影响，无须改进基底制备工艺，仅利用测量光谱时的显微图像，即可大幅提升SERS基底的光谱一致性。

技术领域

本发明涉及光谱检测技术领域，具体涉及一种提高均匀分布SERS基底光谱一致性的方法。

背景技术

拉曼光谱技术以其提供快速、简单、无损伤等许多优于其他光谱的特点从而被广泛应用于分子结构鉴别和物质成分检测。表面增强拉曼散射（SERS）基底可以极大增强拉曼散射光谱的强度，从而极大的提高检测灵敏度。因而可以在食品安全、生化检测、环境保护、成分鉴定等领域实现广泛应用。

SERS基底由多个突起的纳米级金属颗粒组成，这些突起的金属结构可以实现拉曼光谱信号的表面增强，尤其是金属的针尖结构和狭缝结构等曲率大的纳米结构具有更为明显的增强效果。SERS 基底可以利用化学手段制备。但是其基底的微纳结构分布不均匀，相互之间甚至发生堆叠，从而导致对拉曼光谱的增强效果一致性差，同一个基底上不同区域的光谱信号差别巨大，无法应用于定量检测。而采用光刻法制备的SERS基底，可以实现微纳结构的周期均匀排列，其光谱一致性得到大大提升。但是该基底制备成本高，不适合作为耗材进行大规模推广。采用溶致液晶软模版制备的SERS基底则具备微纳结构分布均匀且成本低的特点，非常适用于作为拉曼光谱的SERS基底而进行推广应用。

均匀分布的SERS基底的光谱一致性虽然较化学法制备的基底有大幅提升，但是由于拉曼光谱检测时，激光照射区域在微米量级，其和微纳结构的尺寸接近，导致在同一片均匀分布的SERS基底上，由于激光辐照的区域不同，辐照区域内包含的微纳结构数量也不同。由于微纳结构决定增强幅度，因此即使在同一个分布均匀的基底上，不同的检测区域就会得到不同增强效果，这会大大影响检测灵敏度，例如在实际拉曼光谱检测过程中，激光照射在SERS基底不同位置时，其拉曼光谱强度会有较大差异，其虽然可以实现SERS基底均匀一致，但是无法实现测量拉曼光谱强度的一致性。因而可以看出，要想获得一致光谱增强效果，不仅要求SERS基底的微纳结构分布均匀，还需要激光照射区域内的微纳结构数目也一致。

针对上述问题，本发明提出一种能够提升均匀分布SERS基底的光谱一致性方法，从而大幅提升SERS基底的检测灵敏度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种提高均匀分布SERS基底光谱一致性的方法。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种提高均匀分布SERS基底光谱一致性的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1）首先构建微纳结构占空比的计算方法；

步骤2）测量不同占空比下的拉曼光谱强度，建立微纳结构占空比与拉曼光谱强度之间的定量关系并形成相应的关系公式；

步骤3）利用关系公式，以基准占空比进行反演测量不同区域得到不同的光谱强度，推算出其对应基准占空比的光谱强度，从而获得SERS基底的光谱强度。

进一步的，所述步骤1）中，构建微纳结构占空比的计算方法为：

步骤1.1）在SERS基底上选取测量区域；

步骤1.2）打开照射激光，并记录显示的图片；

步骤1.3）获取激光光斑位置和大小信息；

步骤1.4）关闭激光，并记录同一位置处纳米结构的图片；

步骤1.5）利用激光光斑位置和大小信息获取被测区域图像上的微纳结构和微纳结构之间的空隙信息；