一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法与流程

本发明涉及光谱检测技术领域，尤其是一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法。

背景技术

表面增强拉曼散射（surface-enhancedramanscattering，以下简称sers）技术是一种新兴的光谱检测技术，在高灵敏度现场实时生化检测领域具有巨大的潜在应用前景。

根据基底的形态特征和制备方法，现有sers基底可以分为三类，第一类是微纳加工的金属纳米结构基底，第二类是金属纳米颗粒溶胶基底，第三类是金属纳米颗粒组装的基底。

第一类金属纳米结构基底常用的加工手段包括聚焦离子束刻蚀、电子束光刻、纳米压印、纳米球光刻等。这些技术通常采用精密设备进行加工，自动化程度高，基底制备的可控性、均一性及可重复性优越。但是，由于使用了精密仪器，就不可避免地提高了基底制备的工艺难度和加工成本，要想获得大面积均匀可控的热点，对于加工误差的要求极其苛刻，现有的制造水平下的精密仪器难于达到，基本很难获得大面积的热点。

第二类金属纳米颗粒溶胶基底的典型结构包括金/银纳米颗粒、核壳结构颗粒等。这些溶胶颗粒采用化学方法合成，工艺简单，制备成本低，但是基底热点的形成是随机的，将从根本上导致基底的sers热点不能重复构建。

第三类金属纳米颗粒组装sers基底是将金属纳米颗粒转移到支撑面或待检测物表面，组装成为sers基底。这种方法工艺简单，成本低廉，是一种极具潜力的高灵敏度sers基底构建方法。但是，构建颗粒组装sers基底时，颗粒组装过程可控性差，很难在宏观尺度上形成均匀的金属纳米颗粒排列。

技术实现要素：

本发明提供一种表面增强拉曼散射基底及其制备方法，用于克服现有技术中加工成本高、基底热点形成的可控性及组装的可控性较差等缺陷，降低表面增强拉曼散射基底的加工成本，并提高基底热点形成的可控性及组装过程的可控性。

为实现上述目的，本发明提出一种表面增强拉曼散射基底，包括：

基底本体，呈片状，其中一面设置制备区域；

若干限域坑，底部均呈平面状，均位于所述制备区域内，并呈阵列分布；每个所述限域坑内沿深度方向形成有至少一层金属磁珠层，每层所述金属磁珠层包括多个均匀紧密排列在所述限域坑内的金属磁珠；每层所述金属磁珠层的金属磁珠晶向排列呈六方形结构；

所述金属磁珠，包括磁性球体内核和包覆于所述磁性球体内核外表的贵金属壳层。

为实现上述目的，本发明还提供一种表面增强拉曼散射基底制备方法，以下步骤：

步骤1，制备金属磁珠，所述金属磁珠具体结构为磁性球体内核和包覆于磁性球体内核外表的贵金属壳层；

步骤2，在基底本体其中一面制备区域制备若干呈阵列分布的限域坑，所述限域坑的底面呈平面状；

步骤3，通过外部磁场并反复振动所述基底本体，使得置于所述基底本体具有所述限域坑的面上的所述金属磁珠落入所述限域坑内，并在所述限域坑的深度方向上形成至少一层金属磁珠层，每层所述金属磁珠层由多个均匀紧密排列于所述限域坑内的金属磁珠形成，每层所述金属磁珠层的金属磁珠排列呈六方形结构。

本发明提供的表面增强拉曼散射基底及其制备方法，利用外部磁场控制具有sers活性的金属磁珠，在限域坑内进行组装，实现金属磁珠的均匀定向排列，并应用于sers检测；该方案采用磁性诱导和区域限制相结合的方法提高sers热点的可控性，缩小了颗粒组装区域的面积，降低了颗粒组装的工艺难度；提高磁性颗粒自组装的可控性是构建均匀、可重复颗粒组装sers基底的保障，在基于sers技术的生物化学传感、生物医学检测应用等领域都有广阔的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的sers基底制备方法中金属磁珠制备的实验流程图；

图2为本发明实施例中不同粒径的金属磁珠合成的实验流程图；

图3为本发明实施例中基于化学方法合成银壳金属磁珠及其磁力表征；

图4为本发明实施例中利用湿法腐蚀技术制备限域坑结构工艺流程图；

图5为本发明实施例中磁性诱导限域组装过程示意图；

图6为本发明实施例中在坑结构限定区域内拉曼光谱检测示意图；

图7为本发明实施例提供的sers基底制备方法的流程示意图；

图8为图7的步骤流程图；

图9为本发明实施例提供的sers基底立体结构示意图；

图10为图9中sers基底的局部剖视图；

图11为一个限域坑内金属磁珠层的分布示意图；

图12为图11中构成金属磁珠层的金属磁珠排列结构示意图；

图13为sers基底消光光谱测试平台光路图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种表面增强拉曼散射基底制备方法。

实施例一

请参照图7、图8，本发明提供一种表面增强拉曼散射基底制备方法，包括以下步骤：

步骤s1，制备金属磁珠，所述金属磁珠具体结构为磁性球体内核及包覆于其外表的贵金属壳层；在本发明一具体实施例中，利用化学合成的方法制备具有磁性的锰铁氧体微球作为磁性球体内核，然后在磁性球体内核外包覆一层贵金属壳层，形成金属磁珠；这里的贵金属特指金、银、铜。

步骤s2，在基底本体其中一面制备区域制备若干呈阵列分布的限域坑，所述限域坑的底面呈平面状；在本发明一具体实施例中，基底本体为硅材质制成，呈平板状，利用湿法腐蚀技术或干法刻蚀技术在硅板表面获得限域坑阵列；在本发明另一具体实施例中，基底本体材质采用聚合物，在成型基底本体的过程中在基底本体的制备区域直接一体成型限域坑，具体可以采用聚合物的成型加工方法，例如反应挤出和共混、口模、模塑、拉伸、压延等工艺；

步骤s3，通过在所述基底本体下方施加外部磁场并反复振动，使得置于所述基底本体具有所述限域坑的面上的所述金属磁珠落入所述限域坑内，并在所述限域坑的深度方向上形成至少一层金属磁珠层，每层所述金属磁珠层由多个均匀紧密排列于所述限域坑内的金属磁珠形成，每层所述金属磁珠层的金属磁珠排列呈六方形结构整齐排列于所述限域坑内。

金属磁珠在限域坑内排列是整齐的均匀的，包括每一金属磁珠层与层之间的排列和每一层内部金属磁珠的排列，每一层的平整均匀以及每一层内金属磁珠的定向排列两者共同决定了热点的均匀可控，本发明中每一金属磁珠层内部金属磁珠排列为六方排列结构。金属磁珠的排列方式不同，决定了形成的sers热点的数量不同，例如四方形排列结构的金属磁珠层相对六方形排列结构的金属磁珠层热点数量要少很多，整个金属磁珠的排列可以呈单层或多层排列，与金属磁珠的数目及限域坑的大小有关。拉曼信号的增强能力主要由sers热点提供，为获得均一、可重复的检测信号，在制备sers基底过程中，需要使sers热点位置和强度可控，该方法可以使磁性颗粒在特定区域形成可控层数、排列方式可控的结构，其中层数由限域坑的深度和振动控制方式决定，排列为六方形排列，在特定位置形成增强基底的整齐排列有助于获得位置、强度可控的sers热点；该处的六方形指排列指的是排列的最小单元呈现的规律，例如彼此相邻的六个磁珠形成六边形的六个角点，优选为正六边形。

在本发明一具体实施例中，可直接将银壳磁珠与溶液（水、乙醇或水与乙醇的混合物）混合后形成的溶胶滴在基底本体上，利用磁铁或电磁铁在sers基底本体下方反复振动，诱导金属磁珠进入限域坑，并在有磁力吸引的条件下，去除表面液滴，烘干基底。

sers基底制备的可控性问题的本质是sers热点构建的可控性问题。sers热点可控性好可以保证基底具有良好的均一性和可重复性。颗粒组装sers基底的主要缺点在于sers热点可控性差。因此，研究磁力诱导与区域限制方法，提高磁性颗粒自组装的可控性是构建均匀、可重复颗粒组装sers基底的保障。

大面积均匀sers基底制备一直是制约sers技术发展的技术难题。在宏观尺度实现金属纳米颗粒均匀分布，工艺难度较大。而在sers检测中，激光光斑面积较小（小于百微米）。因此，仅需在指定的小区域组装金属颗粒，就可以满足检测要求，而不需要在整片基底上构建颗粒的均匀排列。此外，这些限域坑可以促进颗粒的自组装，保证基底的均匀性，降低工艺难度。利用限域坑阵列指示sers检测位置，在各个限域坑内检测sers信号。信号具有一致性也就变相地解决了大面积均匀sers基底的制备问题。

外加磁场不仅起到磁性颗粒富集的作用，还能诱导颗粒进行自组装，同时利用限域坑对颗粒进行限制，可实现银壳磁珠在限域坑内的均匀定向排列。由于sers基底制备可控性的提高，可以采用自动化的磁力控制平台进行磁场控制，减少人工干预。

磁性颗粒的自组装区域面积由限域坑控制，降低了颗粒自组装的工艺难度。在不同面积的区域内进行自组装，工艺难度有明显区别。区域面积越大，自组装的难度越大。硅基底上的限域坑可以有效地缩小自组装区域面积，控制自组装区域的窗口形状，降低颗粒自组装的工艺难度。

利用限域坑指示sers检测的位置，提高sers检测的操作性。对于普通的颗粒组装sers基底，颗粒富集位置不确定，需要在检测过程中不断寻找，sers检测操作性差。本方案中，颗粒优先富集到限域坑内，可以直接寻找限域坑位置进行检测。由于限域坑阵列在sers芯片上的位置是固定的，因此仅需固定sers芯片，就可以实现自动检测。阵列式排列方式也是生物芯片检测常用的方法，阵列的各个位点信息可以相互印证，提高检测的可靠性。

在微米尺度限域坑内组装纳米尺度银壳磁珠颗粒是一个非常复杂的跨尺度自组装过程。颗粒的磁核和银壳的材质、结构、尺寸、分散性、表面修饰、溶胶浓度、溶剂特性等因素；限域坑的窗口面积、窗口形状、深度、表面粗糙度和亲水性等因素；组装过程中的磁力强度、磁场距离、振动方式等因素共同决定了自组装基底的排列方向、层数、均一性、平整度和完整性。

银壳磁珠的整齐排列有助于提高sers热点的可控性，热点分布均匀，强度可预期。本发明中，银壳磁珠多为六方紧密排列，层数根据限域坑的高度可控。

作为本发明的进一步改进：在步骤s3中，可利用圆形硅片组装，在圆形硅片上进行组装时，将圆形硅片直接浸入银壳磁珠溶胶烧杯中，将圆形硅片置于烧杯底部且具有限域坑的一面朝向烧杯开口，开展磁性诱导组装，组装完成后，去除烧杯内的溶胶，烘干基底。

将圆片直接浸入银壳磁珠溶胶烧杯中。将硅片置于烧杯底部，开展磁性诱导自组装，组装完成后，去除烧杯内的溶胶，烘干基底。为进行批量化生产，可以在4英寸圆片上进行自组装。将圆片倾斜浸入盛有银壳磁珠溶胶的烧杯或其他容器，使具有限域坑的一面向上，倾斜浸入是为了避免液态表面张力是硅片漂浮。在容器底部（外部）添加磁场，振动磁场开展磁性诱导自组装，容器中银壳磁珠应稍稍过量（这个量可以根据下面的公式1计算获得）。组装完成后，去除溶剂或将硅片倾斜取出，烘干，并进行测试。

本发明实施例的表面增强拉曼散射基底制备方法，采用磁性诱导限域组装sers基底，当基底本体置于金属磁珠溶胶中时，引入外部磁场“抓取”金属磁珠，实现金属磁珠的富集；随后，利用外部磁场对金属磁珠进行振荡，限域坑外金属磁珠将优先落入限域坑内；而由于限域坑侧壁的限制，限域坑内的金属磁珠将被保留下来；当一个限域坑被完全填满时，金属磁珠将会优先填充到其他未被填满的限域坑内，实现金属磁珠在各个限域坑的均匀分布；在进行sers检测时，利用拉曼光谱仪自带的显微镜可以非常容易的找到限域坑的位置，从而获得sers信号。周期性排列的金属磁珠为纳米颗粒，会形成局部表面等离子体共振，呈现出特定的反射光谱和吸收光谱谱峰。根据消光光谱可以对颗粒自组装效果进行初步分析。本项目拟搭建消光光谱测试系统，如图13所示。宽带白光由白光光源产生沿着单模光纤照射到待检测基底上。基底产生的反射光被多模光纤收集，并传输到便携式光谱仪上，通过计算机上软件对光谱进行处理和分析。对前期制备的sers基底的性能进行了测试，表明根据吸收光谱对基底的金属磁珠排列效果进行初步表征具有可行性。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

①金属磁珠在各个限域坑的均匀性分布，有利于提高sers基底的增强因子；

②通过磁性诱导与限域坑配合组装的方式，提高sers基底制备的可控性；

③金属磁珠的组装区域面积由限域坑控制，降低了颗粒组装的工艺难度。

在步骤s3之后还包括以下步骤：

步骤s4，在限域坑阵列辅助下，采集坑结构限定区域内物质的sers信号。在本发明一具体实施例中，利用拉曼光谱仪自带的显微镜寻找限域坑位置，采集限域坑内区域的sers信号；在本发明另一具体实施例中，对于大尺寸限域坑可以直接通过观察限域坑的位置，采集限域坑内区域的sers信号。在限域坑阵列辅助下，采集坑结构限定区域内物质的sers信号，利用限域坑指示sers检测的位置，提高sers检测的操作性。在坑结构限定区域内拉曼光谱检测的光路参见图6，在实际应用中，用拉曼光谱仪直接测量。

作为实施例一的进一步改进，所述步骤s1包括：

步骤s11，通过化学合成方法制备所述磁性球体内核，所述磁性球体内核由超顺磁性的锰铁氧体制成；

在一实施例中，通过二元溶剂的溶剂热反应制备所述磁性球体内核，通过调节二元溶剂的比例控制所述磁性球体内核的尺寸；还可利用二氧化硅作为中间层构建金属磁珠；

步骤s12，利用种子介导法合成所述金属磁珠。

在一实施例中，可利用种子介导法合成金属磁珠，以磁性颗粒作为内核（即磁性球体内核），利用pei(聚醚酰亚胺)连接磁性颗粒与金纳米颗粒种子，再利用金种子介导原位生长一层银壳，在磁性颗粒表面构建一层无针孔的银壳包覆。

下面以制备银壳金属磁珠为例对金属磁珠的制备进行说明：

步骤a11，制备锰铁氧体（mnfe2o4）磁性微球，参照图1，具体方法如下：

步骤a111，在磁力搅拌下，将fecl3·6h2o（4/3mmol，360mg）、mncl2·4h2o（2/3mmol，131.94mg）溶解到20ml乙二醇（eg）和一缩二乙二醇（deg）的混合溶液中，磁力搅拌20~40min，呈澄清透明溶液；

步骤a112，加入pvp（聚乙烯吡咯烷酮）（2.0g）,转移到预先加热到120°c的油浴中，加热10~30min，直到完全溶解，呈透明状即可；图1中为加热30min；

步骤a113，停止加热，加入1.5g乙酸钠（naoac），磁力搅拌30min；

步骤a114，转移到50ml的高压反应釜中，密封后放置到干燥箱中在200~205°c下反应10~12h；

步骤a115，反应结束后，随炉冷却至室温，采用磁分离的方法，用乙醇洗3~5次；

步骤a116，将得到的黑色产物置入60°c的真空干燥箱中干燥24h，得到mnfe2o4磁性微球粉末。

步骤a12，粒径为4nm金种子的制备，参照图2、图3，具体步骤如下：

步骤a121，在磁力搅拌条件下（900rpm），将20ml的氯金酸溶液（5mm）和20ml的柠檬酸钠溶液（5mm）加入到360ml去离子水中；

步骤a122，迅速加入10ml新鲜配置的nabh4溶液（0.1m），可以看到溶液立刻变成桔红色；

步骤a123，在室温条件下，继续搅拌4h后，备用。

步骤a13，银壳磁珠的制备，具体步骤如下：

步骤a131，在超声条件下，将1g的pei溶解到200ml去离子水中，形成5mg/ml的pei溶液；

步骤a132，将0.1g锰铁氧体（mnfe2o4）加入到上述pei溶液中，超声20min；

步骤a133，将步骤a132中得到的pei修饰的锰铁氧体（mnfe2o4@pei）通过磁富集的手段用去离子水清洗5次，去除过量的未组装在锰铁氧体表面的游离的pei；

步骤a134,在超声条件下，将步骤a133中制备得到的mnfe2o4@pei加入到200ml、4nm金种子溶液中，超声30min，通过静电吸附将金种子吸附在锰铁氧体表面，形成mnfe2o4@pei–auseeds，然后通过磁富集用去离子水清洗3次；

步骤a135，将2mg硝酸银和300mgpvp溶解到200ml去离子水中；

步骤a136，向步骤a135的溶液中加入10mg步骤a134中制备得到的mnfe2o4@pei–auseeds；

步骤a137，向步骤a136获得的溶液中加入150μl甲醛溶液；

步骤a138,边超声边摇晃的条件下，向上述步骤a137获得的溶液中加入300μl氨水溶液，反应5min即可，然后用磁富集手段，用去离子水清洗3次，即可得到最终产物银壳磁珠。

步骤a139,将得到的黑色产物置入60°c的真空干燥箱中干燥24h，得到银壳磁珠粉末。

所述步骤s2包括：

利用湿法腐蚀或干法刻蚀在硅或玻璃材质的基底表面形成所述限域坑。

下面以硅片基底本体为例对限域坑的制备进行说明：

步骤a2，采用湿法腐蚀技术在硅片（基底本体）表面制备限域坑阵列；参见图4，包括以下步骤：

步骤a21，将硅片100表面清洗干净，

步骤a22，在硅片100表面氧化一sio2层101；

步骤a23，在sio2层101上旋涂一层光刻胶层102；

步骤a24，光刻的方法在光刻胶层102光刻各种形状和尺寸的窗口103；

步骤a25，以光刻胶层102为掩膜，刻蚀sio2层101；

步骤a26，去除光刻胶层102；

步骤a27，以sio2层101为掩膜刻蚀硅片100，在硅片100表面形成硅微米坑104（即限域坑）；硅微米坑104阵列的窗口形状及尺寸由光刻掩膜（sio2层的厚度、分布在sio2层上的窗口103形状和尺寸）来确定。

所述步骤s3包括：

步骤s31，按照预设的数密度将金属磁珠与溶液（水、乙醇或水与乙醇的混合物）混合后制备溶胶，将定量的溶胶滴在基底本体上；基底本体是指由硅、玻璃、或聚合物等材料构成，既起到支撑作用，又具有一定生物检测功能的薄片。溶胶的体积根据限域坑的占空比、深度以及基底面积、溶胶的数密度、金属磁珠的粒径确定；

自组装所需金属磁珠溶胶的体积可以利用以下方法进行估计：

(1)

其中，g是常数，p是限域坑的占空比，s是基底面积，h是限域坑深度，c是金属溶胶的数密度，r是金属磁珠的半径。

步骤s32，利用磁铁或电磁铁在基底本体下方反复振动，诱导所述金属磁珠进入限域坑内；具体可以利用永磁体的机械反复振动，以及电磁铁的通断、磁力强弱变化；金属磁珠颗粒受到的磁力可以表示为：

(2)

其中，b是磁场强度，s是金属磁珠中贵金属壳层截面积，u是磁导率。

而电磁铁在空间中产生的磁场强度可以表示为：

(3)

其中，n是线圈匝数，i是激励电流，d是颗粒与电磁铁之间的距离。

步骤s33，在有磁力吸引的条件下，去除所述基底本体表面的所述溶胶液滴；

步骤s34，烘干所述基底本体及金属磁珠。

下面利用磁性操控的方法，在限域坑内组装形成排列整齐的银壳金属磁珠，制备sers基底，参见图5，具体包括以下步骤：

步骤a31，将玻璃片裁剪为10mm×10mm的基底本体10（基底本体10其中一个表面已形成限域坑50）；

步骤a32，将银壳磁珠溶胶20（银壳磁珠与溶液的混合物）滴在基底本体10上（具有限域坑50的面上）；

步骤a33，利用磁铁30或电磁铁在基底本体10下方反复振动，诱导银壳磁珠40进入限域坑50；

步骤a34，在有磁力吸引的条件下，去除基底本体10表面的银壳磁珠溶胶液滴，烘干基底本体10及银壳磁珠40，形成sers基底。

本方案通用性强、适应性广。该方法工艺简单，成本低廉，制备得到的sers基底增强因子高、操作方便，信号的可重复性和均一性好。

实施例二

请参照图9、图10，本发明实施例还提供一种表面增强拉曼散射基底，将大面积的sers基底分解为在指定位置的多个小区域，保证每个小区域的sers热点分布是相同；包括基底本体1和若干金属磁珠2；

基底本体1呈片状，其中一面设置制备区域p；

若干限域坑50底部为均平底（底部呈平面状），且均位于所述制备区域p内，若干限域坑50呈阵列分布；每个所述限域坑50内沿限域坑50深度方向形成有至少一层金属磁珠层60，参见图11，每层金属磁珠层60包括多个均匀紧密排列在限域坑50内的金属磁珠2；

限域坑50用于限制磁性颗粒，限域坑50的深度可以确定磁性颗粒的层数，形成均匀层之后，热点的分布是可控的，如果是杂乱排布的，热点也是分布不均匀的，根据研究发现，金属磁珠层60的层数在1-4层中间，越多越好，再多就没有太多用处了；

在本发明一实施例中，限域坑50呈柱形，例如棱柱（正棱柱）、圆柱、椭圆柱等，纵向上横截面形状和尺寸保持不变，限域坑50的侧壁面与底面以及基底本体1的底面均垂直，外磁场沿基底本体1的底面振动，金属磁珠2在限域坑50内排列的过程中限域坑50的侧壁面有效限定金属磁珠2的移动，使得金属磁珠2能够在限域坑50内迅速排列成六方形结构，使得在限域坑50深度方向上排列的每层金属磁珠层60的具有均匀性和可控性，每层金属磁珠层形成的sers热点数量能够控制在允许的范围内，热点分布均匀，形成均匀排列的基底，保证测量位置的信号强度相同；

优选为圆柱形限域坑，外磁场在基底本体1的底面上任意方向振动，对于限域坑50内的金属磁珠2的影响都不大，且金属磁珠2受力均匀，缩短排列时间，能够加速基底的制备。

每层金属磁珠层60上的金属磁珠2排列呈六方形结构指的是排列关系呈六边形，参见图12，任意一个中心金属磁珠200（位于最外层边缘的金属磁珠2除外）周围都排列有六个相邻金属磁珠201，这六个相邻金属磁珠201中心点的连线构成正六边形（忽略金属磁珠的粒径误差），这种排列结构是确定的，每个限域坑50内的每层金属磁珠层60都是按照这种排列结构排列，则每个限域坑50内形成的sers热点数量是确定的，从而实现可控。

金属磁珠2包括磁性球体内核21和包覆于所述磁性球体内核21外表的贵金属壳层22。

本方案提供的sers基底增强因子高、操作方便，信号可重复性和均一性好。

优选地，磁性球体内核21的材质为具有超顺磁性的锰铁氧体。

优选地，所述贵金属壳层22的材质包括金、银、铜或铂族金属（钌、铑、钯、锇、铱、铂）等金属元素。这些金属大多数拥有美丽的色泽，具有较强的化学稳定性，一般条件下不易与其他化学物质发生化学反应；所述基底本体1材质为硅或玻璃，易于工艺上的制作。

以上实施例仅是本发明技术方案的列举，本领域技术人员根据本发明的技术方案、实施例及现有的知识，在工艺参数上做适当调整后还可以制备出各种尺寸的金壳磁珠，这些在本发明的基本思想及工艺原理基础上作出的任何非实质性改动，均属于本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。