[发明专利]表面增强拉曼散射基底材料的制备方法及气体检测的方法

说明书

本发明属于激光拉曼检测技术领域，涉及表面增强拉曼散射基底材料的制备方法及应用。表面增强拉曼散射基底材料的制备方法，包括下列步骤：(1)利用还原剂将金属化合物还原，得到树枝状金属纳米晶；(2)将树枝状金属纳米晶置于含有功能化修饰分子的醇溶液中浸泡，处理得到功能化修饰的树枝状金属纳米晶的悬浊液；(3)将步骤(2)功能化修饰的树枝状金属纳米晶的悬浊液滴加到固体基片上，蒸发溶剂，即得表面增强拉曼散射基底材料。该制备方法简单、节省能耗，并且所得的表面增强拉曼散射基底材料可实现高灵敏度的SERS检测。

技术领域

本发明属于激光拉曼检测技术领域，具体涉及表面增强拉曼散射基底材料的制备方法及气体检测的方法。

背景技术

人体组织细胞的代谢，产生挥发性有机气体(VOCs)，因此人体呼出物中的VOCs情况可以反映人体的健康水平。肺癌病人的VOCs表达与常人差异较大。因此，通过检测呼出物VOCs的含量有望成为肺癌早期新型、快速、无损的一种筛查手段，能够为肺癌患者的治疗争取宝贵时间，减轻患者的痛苦，并有助于抗癌治疗的顺利完成。醛类物质是人体呼出物中的VOCs中重要的一类，可以作为呼吸的标志物来判断组织细胞的代谢情况，进而实现对肺癌的早期诊断。

目前，对人体呼出气体的分析检测主要有气相色谱法、气相色谱-质谱联用技术、离子迁移谱法、热解析仪联合气相色谱法等方法。但是这些方法中样品处理耗时费力、环境干扰大，难以排除，重现性不好，并且这些设备价格比较昂贵、成本高，难以在临床诊断中得到广泛应用。

表面增强拉曼散射(SERS)是一种根据分子的振动和转动得到有关分子结构的信息，从而实现待测分子指纹性检测的分析技术。因为其具有灵敏度高、特异性强、原位无损检测等诸多优点，因而广泛应用于物理、化学、生物、医疗、材料科学等领域。但是SERS检测气体存在两方面的问题：一是由于气体分子运动快，在平面基底表面上很难吸附；二是当前的SERS气体检测主要针对的是拉曼活性分子，对于拉曼活性强度较弱的分子难以实现SERS检测。

因此，如何实现灵敏地检测拉曼非活性气体分子、制备增强气体分子吸收率的SERS基底和改善SERS检测手段有待进一步研究。

中国专利申请CN104819975A公开了一种滤纸基树枝状银表面增强拉曼散射活性基底及其制备方法，其制备获得了可以有效地增强表面拉曼散射的、具有树枝状结构的银，可以就直接用于SERS基底，具有较多优点。但是其制备方法采用的是化学电解的方法，耗费电能，并且化合电解液的配制较繁琐，操作不够简单，有待进一步改善。

中国专利申请CN105606585A公开了一种呼吸传感器及其制备方法与应用，其制备的呼吸传感器用于早期胃癌的诊断，和现有技术的普通测试手段相比，简洁方便，测试周期相对较短，带来了一定的有益效果。但是，该呼吸传感器的制备中涉及利用肼作为还原剂来还原氧化石墨烯的处理，难以确保各批次制备的呼吸传感器质量的一致性，制备方法的可靠性有待商榷。

目前亟需一种能够简便可靠地制备用作SERS气体检测的表面增强拉曼散射基底材料的方法。

发明内容

本发明的第一目的在于提供表面增强拉曼散射基底材料的制备方法，所述制备方法简单可靠，操作步骤少，并且制备所得的表面增强拉曼散射基底材料在检测VOCs时表现出较高的灵敏度，尤其针对醛类分子的检测特别有效和准确，可以用于对肺癌患者呼吸标志物气体的捕获、吸附和特异性定量检测，能够大大缩短检测的周期和费用，为患者身体健康情况的及时诊断提供了有效可行的途径。

为了解决以上所述的技术问题，本发明技术方案的基本思路为：

表面增强拉曼散射基底材料的制备方法，包括下列步骤：

(1)利用还原剂将金属化合物还原，得到树枝状金属纳米晶；

(2)将树枝状金属纳米晶置于含有功能化修饰分子的醇溶液中浸泡，处理得到功能化修饰的树枝状金属纳米晶的悬浊液；