[发明专利]一种使用太赫兹波段聚苯胺超材料特异性检测样品的方法

说明书

本发明公开了一种使用太赫兹波段聚苯胺超材料特异性检测样品的方法。制作从上到下依次包含有聚苯胺、金属防透射层、硅基底的太赫兹波段聚苯胺超材料；设置待测样品点并采集太赫兹时域信号；配置样品溶液；待测样品点滴加样品溶液，干燥后采集太赫兹时域信号；冲洗太赫兹波段聚苯胺超材料，吹干后再采集太赫兹时域信号；采集空气的太赫兹时域信号；根据太赫兹时域信号获得透过率变化，根据透过率变化判断检测样品。本发明利用聚苯胺与样品间相互作用改变太赫兹波段聚苯胺超材料的太赫兹透射谱，进而放大样品信号，该方法能实现针对待测样品的特异性检测，满足日益增长的精准检测需求。

技术领域

本发明涉及一种样品的特异性检测方法，尤其涉及一种使用太赫兹波段聚苯胺超材料的特异性检测方法。

背景技术

迫切需要一种高灵敏度、快速、无损的检测方法。太赫兹波由于其独特的特性，包括低光子能量、高信噪比以及对有机分子的旋转和振动的明显响应，在检测中得到了广泛的应用。太赫兹时域光谱(THz-TDS)技术在反恐、安检、生物、医学和其他需要检测微量物质的领域具有巨大的应用潜力。然而，目前该学科领域在样品检测时所使用的超材料虽然能显著增强样品信号，但是难以实现超材料对目标样品的特异性检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述背景技术的不足，提供一种太赫兹波段聚苯胺超材料特异性检测样品的方法，该方法应具有可特异性检测待测样品、快速方便的特点。

本发明采用的技术方案包括如下步骤：

1)太赫兹波段聚苯胺超材料的制作：制作从上到下依次包含有聚苯胺、金属防透射层、硅基底的太赫兹波段聚苯胺超材料，在太赫兹波段聚苯胺超材料表面设置待测样品点，采集滴加样品溶液前待测样品点的太赫兹时域信号；

2)配置待测样品溶液；

3)太赫兹波段聚苯胺超材料表面滴加样品溶液；

4)采集滴加样品溶液后的待测样品点的太赫兹时域信号；

5)冲洗太赫兹波段聚苯胺超材料，在滴加太赫兹波段聚苯胺超材料的太赫兹时域信号采集完成后，冲洗太赫兹波段聚苯胺超材料，冲洗后再采集待测样品点的太赫兹时域信号：

6)采集空气的太赫兹时域信号作为参比；

7)计算由步骤1)、4)～6)得到的太赫兹时域信号，获得太赫兹波段聚苯胺超材料透射谱峰的透过率变化，根据透过率变化判断检测样品。

所述步骤1)中，采用以下方式制作太赫兹波段聚苯胺超材料：

1.1)硅片表面金属的蒸镀；

取在丙酮、异丙醇和水中各超声清洗10min洗净的硅片，用氮气吹干，在硅片表面先后依次蒸镀厚度10nm的钛和厚度200nm的金；

1.2)电化学方法沉积聚苯胺；

将蒸镀好钛和金的硅片平铺放入苯胺的电解质溶液中，通过电化学工作站发生氧化聚合反应，在金表面沉积一层1um厚聚苯胺层；

1.3)最后在聚苯胺层上雕刻长方形超结构。

上述处理中，钛形成了金属防透射层，金属防透射层也可用银、铜、铝、钛等代替。所述聚苯胺层可用半金属，如二碲化钨代替。

所述的长方形超结构是由多个长方形结构周期性阵列排布构成。长方形结构的长宽以及长方形结构间的间距均在微米尺度。

使用激光雕刻方法将太赫兹波段聚苯胺超材料雕刻成长方形超结构，这样制备得到的聚苯胺超材料的谐振峰共振频率恰好在太赫兹有效探测波段内，实现物质检测的效果。

所述步骤1)中，在电化学工作站氧化聚合反应过程中，在电极表面沉积过程中循环次数设置不同，使得聚苯胺沉积均匀，聚苯胺厚度可调控的。