一种基于微流控芯片的SERS基底及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115825038A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211606163.5(22)申请日2022.12.14(71)申请人电子科技大学地址611731四川省成都市高新区西源大道2006号申请人中国烟草总公司四川省公司(72)发明人杨雪郭小伟余佳敏李欣欣韶济民周轶凡梁辉封征江鸿(51)Int.Cl.G01N21/65(2006.01)B01L3/00(2006.01)权利要求书2页说明书3页附图1页(54)发明名称一种基于微流控芯片的SERS基底及其制备方法(57)摘要本发明公开一种基于微流控芯片的SERS基底及其制备方法，使用传统制备微流控通道的方法在PDMS上制备所需微流控芯片，在微流控芯片的检测区设计制备金属纳米结构，将微透镜阵列置于检测区的上方，三者构成复合结构SERS基底。待测物通过检测区时拉曼信号在金属纳米结构的作用下得到增强，拉曼信号光通过微流控芯片出射时，通过检测区上方的微透镜阵列改变其出光角度，使其更多的被光谱仪收集到，有效改善拉曼散射效率低的问题。CN115825038ACN115825038A权利要求书1/2页1.一种基于微流控芯片的SERS基底及其制备方法，其特征在于,所述复合结构SERS基底由微流控芯片、微透镜阵列、以及金属纳米结构构成，在微流控芯片的上方设计微透镜阵列结构，在微流控芯片内设计金属纳米结构作为检测区。2.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的SERS基底及其制备方法，其特征在于，微流控芯片的微通道具有一个入口和一个出口，以及一个方形区域作为检测区。3.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的SERS基底及其制备方法，其特征在于，微流控芯片检测区上方制备微透镜阵列用于信号收集，微透镜阵列由圆形孔径微透镜周期性排列构成。4.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的SERS基底及其制备方法，其特征在于，所述微流控芯片的下方制备金属纳米结构作为检测区，金属材料可以为金、银、铜等贵金属材料。5.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的SERS基底及其制备方法，其特征在于，微流体通道和上方厚度的尺寸为微米级。6.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的SERS基底及其制备方法，其特征在于，单个圆形孔径微透镜单元的底部直径为40‑60微米。7.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的SERS基底及其制备方法，其特征在于，使用阳极氧化铝(AAO)薄层作为制备金属纳米结构的模板。8.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的SERS基底及其制备方法，其特征在于，所述基于微流控芯片的SERS基底的制备包括以下步骤：(1)使用光刻法在PDMS上制备微流控通道。(2)使用光刻胶热熔法在PDMS上制备微透镜阵列。(3)使用AAO薄层作为模板，使用热蒸发的方式在石英玻片上制备金属纳米结构。(4)将具有微通道的PDMS盖在(2)中所述石英玻片上形成微流控芯片。(5)将微透镜阵列和微流控芯片进行氧等离子体处理后进行键合制备得到复合结构SERS基底。9.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的SERS基底及其制备方法，其特征在于，微透镜阵列的制备包括以下步骤：(1)将SU‑8光刻胶旋涂在一个干净的石英玻片上，在掩膜下进行曝光。(2)显影后将未曝光的区域部分去除。(3)将石英玻片放在热板上发生热熔，使其表面变成凹透镜形状，然后进行紫外曝光固化模板。(4)将聚二甲基硅氧烷的前驱物与固化剂10：1混合制备PDMS胶体，将其倒在(3)中制备的模板上，加热固化后将其剥离。10.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的SERS基底及其制备方法，其特征在于，微通道的制备包括以下步骤：(1)将SU‑8光刻胶旋涂在一个干净的硅衬底上，在硅衬底上光刻出所需微流控芯片SU‑8图案。(2)使用三甲基氯硅烷(TMSCL)对硅衬底进行硅烷化。(3)将聚二甲基硅氧烷的前驱物与固化剂10：1混合制备PDMS胶体，2CN115825038A权利要求书2/2页将其倒在SU‑8图案上，加热固化后将其剥离，制备得到具有微通道结构的PDMS模具。11.根据权利要求1所述的一种基于微流控芯片的SERS基底及其制备方法，其特征在于，金属纳米结构的制备包括以下步骤：(1)将石英玻片先后在超纯水、乙醇、丙酮中超声处理，然后用氧等离子体清洗。(2)将PMMA旋涂在AAO薄层上，并在热板上进行退火，将形成的PMMA‑AAO层放置在石英玻片上，然后将PMMA在丙酮中去除，使通孔AAO层与石英玻片相键合。(3)使用热蒸发的方式在AAO层上蒸发金属薄层。(4)去除掉AAO层以及其表面的金属层，在石英玻片上形成高度有序的金属纳米阵列结构。3CN115825038A说明书1/3页一种基于微流控芯