一種用於表面增強拉曼光譜檢測的裝置的製作方法
2023-05-18 16:24:52 2
本實用新型屬於光譜檢測領域，具體涉及一種用於微量物質表面增強拉曼光譜檢測的裝置。
背景技術：
表面增強拉曼光譜檢測由於可以有效的提供化學結構信息，且樣品製備方便，操作簡單，測試靈敏度、準確度高，檢測速度快等特點，已經被廣泛的應用於科研和日常生活領域。但由於儀器不易搬動、攜帶，往往需要將樣品帶至指定地點檢測，考慮到收集和運輸過程中的損失以及檢測精度，對於待測物質含量要求較高，而諸如通過化學合成獲得的昂貴微量材料、科考中採集的動植物微量分泌物和刑偵中發現的微量液體和織物等上的可疑物質斑塊等等往往達不到所需的含量，且在收集或提取過程，不可避免的會存在進一步的損失，甚至產生二次汙染，這限制了微量樣品表面增強拉曼光譜檢測的應用。
同時表面增強拉曼光譜在檢測前需要將液體樣品或固體提取物溶液滴在製作好的納米基底表面，使自身溶劑或添加的輔助溶劑揮發後進行測試，液體鋪展以及咖啡環效應進一步降低了單位面積的待測物含量，既增加試驗步驟中液體的損失又不利於測試精度的提高。
因此，有必要設計一種可用於廣泛收集、濃縮微量物質，同時可被直接用於表面增強拉曼光譜檢測的裝置。
技術實現要素：
針對現有技術存在的問題，本實用新型為解決現有技術中存在的問題採用的技術方案如下：
一種用於表面增強拉曼光譜檢測的裝置，其特徵在於：包括盒體3、開設在在盒體3上端的掃描窗口4和溶劑注入窗口5，所述的盒體3底部嵌設有吸附層7，所述的吸附層7與溶劑注入窗口5連通，所述的掃描窗口4底部設有濃縮層6，所述濃縮層6與吸附層7連通，所述的盒體3頂部設有封閉蓋A1和封閉蓋B2，分別用於封閉溶劑注入窗口5和掃描窗口4，所述的盒體3底部設有底蓋8，用於封閉吸附層7，所述的吸附層7為多孔材料，所述的濃縮層6為具有雙通孔洞的吸附墊結構，表面具有密集排列微納米陣列，在微納米陣列前端的表面上沉積有金納米粒子。
所述的濃縮層6表面具有密集排列微納米柱狀陣列。
所述的濃縮層6表面具有密集排列微納米錐狀陣列。
所述的吸附層7底部突出於盒體3底部平面。
所述的吸附層7底部突出於盒體3的體積部分佔吸附層7總體積的5%。
所述的吸附層7為具有雙通孔洞的吸附墊結構。
所述的吸附層7為具有密集排列中空柱狀孔洞的吸附墊結構。
本實用新型中用於表面增強拉曼光譜檢測的裝置使用流程如下：
步驟1）當待測物質為液體時，打開吸附層底蓋8，暴露吸附層7，將盒體3輕放於待收集液體上，使吸附層7充分與液面接觸，靜置1-2分鐘後取回，蓋緊底蓋8；
當待測物質為固體物質時，打開盒體底蓋8，將固體物質（如微量粉末，織物、紙張或沙土表面的可疑斑塊等）置於吸附層7上偏濃縮層6一側，蓋緊底蓋8；
步驟2）打開溶劑注入窗口封閉蓋A1，向溶劑注入窗口5中注入適量不破壞待測液體成分的揮發性溶劑，蓋緊窗口封閉蓋A1，打開掃描窗口封閉蓋B2，暴露表面增強拉曼光譜掃描窗口4，靜置，使溶劑揮發完全，待測物質被溶劑提取出，隨溶劑揮發至濃縮層6上的金納米粒子表面濃縮富集，此步驟可多次重複；
步驟3）將裝置中掃描窗口4置於表面增強拉曼光譜儀檢測區，進行檢測。
本實用新型具有如下優點：
有效解決了表面增強拉曼光譜檢測中微量物質樣品收集困難、測量精度不夠等問題，樣品收集範圍廣，微量液體吸收高效迅速，做到了微量物質樣品收集、濃縮以及檢測一體化，步驟簡單，可直接用於儀器檢測；小巧安全，不用特殊條件即可長期保存，即開即用，便於攜帶，不用擔心樣品運送過程的損失，真正做到了隨時隨地的樣品獲取，填補了目前市面上此類傳感器的空白，市場潛力巨大。
附圖說明
圖1為本實用新型整體結構示意圖；
圖2為本實用新型仰視結構示意圖；
圖3為本實用新型盒體結構示意圖；
圖4為普通密集排列微、納米柱狀陣列結構模型示意圖；
圖5為表面修飾金納米粒子的密集排列微、納米柱狀陣列結構模型示意圖；
圖6為普通微、納米稜錐狀陣列結構模型示意圖；
圖7為表面修飾金納米粒子的微、納米稜錐狀陣列結構模型示意圖；
圖8為濃縮層的雙通孔洞結構的密排柱狀陣列結構微觀顯示圖。
其中1-封閉蓋A，2-封閉蓋B，3-盒體，4-掃描窗口，5-溶劑注入窗口，6-濃縮層，7-吸附層，8-底蓋。
具體實施方式
下面通過實施例，並結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步具體的說明，如圖1-7所示，一種用於表面增強拉曼光譜檢測的裝置，包括盒體3、開設在在盒體3上端的表面增強拉曼光譜掃描窗口4和溶劑注入窗口5，盒體3底部嵌設有吸附層7，掃描窗口4底部設有濃縮層6，其中掃描窗口4用於暴露濃縮層6，溶劑注入窗口5用於暴露吸附層7，盒體3頂部設有封閉蓋A1和封閉蓋B2，分別用於封閉溶劑注入窗口5和掃描窗口4，盒體3底部設有底蓋8，用於封閉吸附層7，吸附層7底部突出於盒體3底部平面，突出部分的體積佔吸附層7總體積的5%，吸附層7為具有高效液體吸附能力的多孔材料，可以充分與待收集液體接觸，有效、快速將其吸附於材料中；進一步的吸附層7為具有雙通孔洞的吸附墊結構，或具有密集排列中空柱狀孔洞的吸附墊結構；濃縮層6為具有雙通孔洞結構的表面具有密集排列微納米柱狀陣列、或錐狀陣列的吸附墊，結構中，在微納米陣列前端的表面上沉積有金納米粒子。
實施例1
參閱附圖8，選擇濃縮層6為具有雙通孔洞結構的密集排列柱狀陣列的吸附墊結構，孔洞大小為：98納米，陣列柱長為：1.5微米，直徑為：300納米，吸附墊厚1毫米；選擇吸附層7為具有雙通孔洞的吸附墊結構；待測物質為人類唾液，利用本實用新型收集待測物質進行檢測的步驟如下：
1、打開盒體底蓋8，暴露吸附層7，將裝置輕放於唾液上，使吸附層7充分與液面接觸，靜置1-2分鐘後取回，蓋緊底蓋8；
2、將裝置帶至表面增強拉曼光譜檢測處，打開溶劑注入窗口封閉蓋A1，向溶劑注入窗口5中注入1毫升去離子水，蓋緊溶劑注入窗口封閉蓋A1，打開表面增強拉曼光譜掃描窗口封閉蓋B2，暴露表面增強拉曼光譜掃描窗口4，靜置至濃縮層6表面無溼潤，將該過程重複3遍。
3、將裝置中掃描窗口4置於表面增強拉曼光譜儀檢測區進行檢測。
實施例2
參閱附圖8，選擇濃縮層6為具有雙通孔洞結構的密集排列微柱狀陣列結構，孔洞大小為：98納米，陣列柱長為：1.5微米，直徑為：300納米，吸附墊厚1毫米；選擇吸附層7為具有密集排列中空柱狀孔洞的吸附墊結構；待測物質為織物上的油漬，利用本實用新型收集待測物質進行檢測的步驟如下：
1、打開盒體底蓋8，將帶有油漬部分的布片剪下，貼於底蓋8上偏濃縮層6一側，蓋緊底蓋8；
2、將裝置帶至表面增強拉曼光譜檢測處，打開溶劑注入窗口封閉蓋A1，向溶劑注入窗口5中注入1毫升無水乙醇，蓋緊溶劑注入窗口封閉蓋A1，打開表面增強拉曼光譜掃描窗口封閉蓋B2，暴露表面增強拉曼光譜掃描窗口4，靜置至濃縮層6表面無溼潤，將該過程重複3遍；
3、將裝置中掃描窗口4置於表面增強拉曼光譜儀檢測區進行檢測。
本實用新型的保護範圍並不限於上述的實施例，顯然，本領域的技術人員可以對本實用新型進行各種改動和變形而不脫離本實用新型的範圍和精神。倘若這些改動和變形屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍內，則本實用新型的意圖也包含這些改動和變形在內。