l水合肼溶液(85%，v/v)作为肼蒸气源，密封后放置于37°C的恒温箱内12小时。
[0062]步骤三，取出后，静置半小时，滴加I微升的氯铂酸溶液(1mM)，自然干燥。最后，用水小心清洗，得到基于石墨烯和铂纳米颗粒的呼气传感器。成品率约为75%。
[0063]该呼气传感器放置于500ml的装有呼气的气袋中，37°C静置吸附6小时。取出后利用HORIBA LabRAM HR Evolut1n分光光度计进行检测，条件为激光器波长为785nm，10%的激光功率，积分时间为I秒，循环次数为I次。在得到的谱图里对14个拉曼峰进行分析，再进行PCA分析，观察得到的结果落于哪个区域，从而进行判断呼气收集源的身体健康状态。结果表明，该呼气传感器同样能将健康者、早期胃癌患者和晚期胃癌患者明显区分开。准确率高大于80%。不同呼气传感器检测同一样品时，结果的相对标准偏差为8.82%。
[0064]实施例3
[0065]步骤一，在清洗干净的铜片上溅射上500nm铜膜作为基底。2微升0.25克/升的氧化石墨烯溶液滴在清洗过后的基底表面；
[0066]步骤二，自然干燥后，放置在50立方厘米大小的空间中，同时在在基底的周围区域加入10ml水合肼溶液(85 % )作为肼蒸气源，密封后放置于37°C的恒温箱内12小时。
[0067]步骤三，取出后，静置半小时，滴加10微升的硝酸银溶液(ImM)，在犯中自然干燥。最后，用水小心清洗，得到基于石墨烯和银纳米颗粒的呼气传感器。成品率大于63%。
[0068]该呼气传感器放置于500ml的装有呼气的气袋中，37°C静置吸附3小时。取出后利用HORIBA LabRAM HR Evolut1n分光光度计进行检测，条件为激光器波长为785nm，10%的激光功率，积分时间为I秒，循环次数为I次。在得到的谱图里对14个拉曼峰进行分析，再进行PCA分析，观察得到的结果落于哪个区域，从而进行判断呼气收集源的身体健康状态。健康者、早期胃癌患者和晚期胃癌患者明显区分开。准确率高大于65%。不同呼气传感器检测同一样品时，结果的相对标准偏差为12.42%。
[0069]本发明在下述条件下均可制备得到拉曼增强效果显著的呼气传感器:
[0070]1、金属膜的厚度为200?1000纳米;金属膜种类为金膜、铜膜或镍膜；
[0071]2、所述氧化石墨烯溶液的浓度为0.25?I克/升;所述氧化石墨烯溶液的用量具体为:每个基底I?10微升；
[0072]3、所述肼蒸汽环境中肼的用量具体为每100?1000毫升的所述封闭空间加入肼的量为50?200晕升；
[0073 ] 4、所述还原的温度为20?40摄氏度、时间为3?24小时；
[0074]5、所述金属离子溶液的浓度为I?5毫摩尔每升;所述金属离子溶液的用量为每个所得基底涂覆I?5微升；
[0075]6、所述静置吸附的条件为25?37摄氏度、I?10小时。
[0076]本发明的技术方案在上述条件范围内容均可实现，由于篇幅限制，仅给出上述实施例予以说明。
[0077]对比例I
[0078]本对比例是实施例1的对比例，对比之处在于，金属膜的厚度为50nm。
[0079]结果:实验表明，只有50nm的金膜容易出现裂纹，稳定性差，导致传感器的成品率低于40% ο
[0080]对比例2
[0081]本对比例是实施例1的对比例，对比之处在于，所述氧化石墨烯溶液的浓度为0.1克/升;所述氧化石墨烯溶液的用量具体为:每个基底15微升；
[0082]结果:实验表明，当滴加15微升时，氧化石墨烯溶液容易摊开，使氧化石墨烯膜的面积过大，面积约为滴加1-10微升里的3倍以上。导致吸附富集呼气标志物效率变差，搭载的金属纳米颗粒的密度小，拉曼增强效率降低，得到的拉曼光谱峰弱，不利于分析判断。
[0083]对比例3
[0084]本对比例是实施例1的对比例，对比之处在于，所述肼蒸汽环境中肼的用量具体为每100?1000晕升的所述封闭空间加入肼的量为30晕升；
[0085]结果:实验表明，由于产生的肼蒸气不足，氧化石墨烯还原效果差，大量的含氧官能团仍然存在，不利于吸附呼气中的标志物。同时吸附固定在石墨烯表面的肼同样很少，在于金属离子完反应时，产生的金属纳米颗粒很少，拉曼增强效率降低，得到的拉曼光谱峰弱，不利于分析判断。
[0086]对比例4
[0087]本对比例是实施例1的对比例，对比之处在于，还原的温度为80摄氏度、时间为2小时；
[0088]结果:实验表明，在高温条件下，肼蒸气与氧化石墨烯快速反应，生成的石墨烯膜发生卷曲和起皮现像，膜的稳定性被严重破坏。
[0089]对比例5
[0090]本对比例是实施例1的对比例，对比之处在于，所述金属离子溶液的浓度为10毫摩尔每升;所述金属离子溶液的用量为每个所得基底涂覆0.5微升；
[0091 ]结果:实验表明，当金属离子溶液的用量为每个所得基底涂覆0.5微升时，产生的金属纳米颗粒很少，拉曼增强效率降低，得到的拉曼光谱峰弱，不利于分析判断。与此同时，0.5微升的离子溶液无法完成在石墨烯膜上摊开，不仅容易造成纳米颗粒数量小，还会有大小不均的现象，这也十分不利于表面增强拉曼散射效应。
[0092]以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
【主权项】
1.一种呼气传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤一，在覆有金属膜的基底的金膜面涂覆氧化石墨烯溶液，干燥，得表面覆有氧化石墨稀I吴的基底； 步骤二，将所得基底置于肼蒸气环境中还原，得表面覆有石墨烯膜的基底； 步骤三，向所得表面覆有石墨稀膜的基底的石墨稀膜面涂覆金属离子溶液，干燥，冲洗，即得石墨稀膜面搭载有金属纳米材料的呼气传感器。2.根据权利要求1所述的呼气传感器的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述金属膜的厚度为200?1000纳米。3.根据权利要求1所述的呼气传感器的制备方法，其特征在于，步骤一中，所述金属膜的种类包括金膜、铜膜或镍膜； 所述基底的材质包括ITO玻璃、硅片或普通玻璃。4.根据权利要求1所述的呼气传感器的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述还原是在封闭空间中进行的； 所述肼蒸气环境中水合肼的用量具体为每100?1000毫升的所述封闭空间加加入肼的量为50?200晕升。5.根据权利要求1所述的呼气传感器的制备方法，其特征在于，步骤二中，所述还原的温度为20?40摄氏度、时间为3?24小时。6.根据权利要求1所述的呼气传感器的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述的金属离子溶液包括氯金酸离子溶液、银离子溶液及氯铂酸离子溶液。7.根据权利要求1所述的呼气传感器的制备方法，其特征在于，步骤三中，步骤三中，所述金属尚子溶液的浓度为I?5晕摩尔每升;所述金属尚子溶液的用量为每个所得基底涂覆I?5微升。8.—种通过权利要求1至7任一项制备方法得到的呼气传感器。9.一种根据权利要求8所述的呼气传感器在检测呼气所含疾病标志物中的应用。10.一种根据权利要求8所述的呼气传感器检测疾病标志物的方法，其特征在于，具体包括:将所述呼气传感器置于填充呼气的收集袋中，静置吸附，然后通过对呼气中标志物产生的表面增强拉曼图谱中的特征峰进行主成份分析，观察其落在区域，从而进行判断呼气中含有标志物的类别。
【专利摘要】本发明公开一种呼气传感器及其制备方法与应用；其制备方法：在覆有金属膜的基底的金属膜面涂覆氧化石墨烯溶液，干燥，得表面覆有氧化石墨烯膜的基底；将所得基底置于肼蒸气中还原，得表面覆有石墨烯膜的基底；向所得表面覆有石墨烯膜的基底的石墨烯膜面涂覆金属离子溶液，原位还原使金属纳米材料固定在石墨烯表面，干燥，即得所述呼气传感器。本发明呼气传感器具有优异的表明增强拉曼散射效应及稳定性，对呼气中胃癌标志物的检测过程简单，费用低，结果可靠；石墨烯不仅搭载金属纳米颗粒，又作为吸附层选择性吸附富集呼气中胃癌的标志物，因此本发明提到的呼气传感器及其在检测呼气中胃癌标志物诊断胃癌的应用前景广阔。
【IPC分类】G01N21/65, C01B31/04
【公开号】CN105606585
【申请号】CN201510968287
【发明人】崔大祥, 陈云生
【申请人】上海交通大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月21日