一种基于双层金纳米棒SERS效应的乳酸传感器件制备方法与流程

本发明涉及一种基于双层金纳米棒sers效应的乳酸传感器件制备方法，属于复合材料领域。

背景技术：

1、人类健康是全球关注的问题，因此需要不断地研究新的方法来评估人类的健康状况，时刻检测疾病的发生和发展状况。可穿戴化学传感平台的快速发展使得对易获得的汗液中不同生物标志物(如葡萄糖、乳酸等)进行无创检测，并且其中含有的乳酸浓度与血液中的乳酸浓度存在一定的相关性，为了解人体中的动态乳酸含量提供了一个窗口。表面增强拉曼光谱(surface enhanced raman spectroscopy，sers)是一种通过吸附在粗糙金属表面上的分子或等离子体磁性二氧化硅纳米管等纳米结构增强拉曼散射的表面敏感技术。检测时，sers往往需要根据实际分析情况而满足高选择性、高稳定性、高信号重现性、多残留检测等不同的需求，在可穿戴汗液传感方面显示出巨大的应用价值。

技术实现思路

1、本发明所要解决的问题在于针对现有电化学汗液传感平台耐久性、稳定性等问题，提供了一种基于双层金纳米棒sers效应的乳酸传感器件制备方法。该传感器的主要特点是重现性好、稳定性高等，能满足不同场景下对汗液连续、实时监测的需求。本发明中乳酸传感器件的制备方法为：首先制备单层金纳米棒(aunrs)溶液，随后加入5，5′-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(dtab)，并依次加入十六烷基三甲基溴化铵(ctab)、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、硝酸银(agno3)、抗坏血酸(l-aa)、氢氧化钠(naoh)和四氯金酸(haucl4)后成功制备了含有aunrs@dtnb@au的sers标签，并建立标准化系统，最后对传感材料进行组装得到所需器件。本发明采用sers技术对汗液中的乳酸含量进行检测，将进一步丰富汗液可控采集和检测体系，为最终实现其临床应用提供重要的理论支持。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、(1)金纳米棒溶液的制备：首先采用种子介导生长法制备金纳米棒(aunrs)溶液；

4、(2)aunrs@dtnb@au的制备：取上述制备好的aunrs溶液中加入5，5′-二硫代双(2-硝基苯甲酸)(dtnb)，搅拌后离心，取沉淀依次加入十六烷基三甲基溴化铵(ctab)、聚乙烯吡咯烷酮(pvp)、硝酸银(agno3)、抗坏血酸(l-aa)、氢氧化钠(naoh)后混合均匀，并在一定温度下静置，然后加入四氯金酸(haucl4)，加热一段时间后离心，随后分散到去离子水中；

5、(3)sers标签的制备：取一定量(2)中所得溶液沉积在棉织物上，低温密封保存，即可得到sers标签；

6、(4)建立标准化系统：在上述制备的sers标签中分别加入一定量不同浓度的乳酸溶液作为标准样品，然后用拉曼光谱仪对样品进行扫描，建立与乳酸浓度相关的数学函数；

7、(5)传感器件的组装：将特定尺寸的离型纸、医用胶带、sers传感衬底、棉织物等部分进行组装，并在顶部用医用胶带密封，以隔绝外界污染。

8、作为优选，步骤(2)中加入的dtnb浓度为0.1-10mm，ctab的浓度为20-200mm，pvp的浓度为0.01-10mm、agno3的浓度为0.05-20mm、l-aa的浓度为20-300mm、naoh的浓度为50-200mm，haucl4的浓度为0.02-5mm。

9、作为优选，步骤(3)中aunrs@dtnb@au的用量为4-50μl。

10、作为优选，步骤(4)中乳酸的浓度为0-40mm，其加入量为1-30μl。

11、由于采用上述技术方案，具有以下有益效果：

12、(1)首先采用种子介导生长法制备金纳米棒(aunrs)溶液，单分散、或是耦合的金纳米棒有极强的表面电场增强效应，在sers应用中能作为拉曼增强剂使用。金纳米棒拉曼增强剂具有很好的物理和化学稳定性，更长的储存时间和使用寿命；

13、(2)本发明中将dtab包裹在双层金纳米棒中，成功制备出aunrs@dtnb@au。由于乳酸本身的拉曼信号非常弱，因此使用该核壳结构覆盖dtnb可以获得较强的拉曼信号；

14、(3)本发明制得的基于双层金纳米棒的sers标签附着在棉织物上，利用了棉织物生产成本低和固有的柔软性等特点，同时该传感元件具有便携性、高灵敏度、抗干扰性好等优异的性能。

15、(4)本发明制备的sers传感元件在人体实时运动监测、医疗健康检测等领域表现出广阔的应用前景。

技术特征：

1.一种基于双层金纳米棒sers效应的乳酸传感器件制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种基于双层金纳米棒sers效应的乳酸传感器件制备方法，其特征在于，上述步骤(2)中加入的dtnb浓度为0.1-10mm，ctab的浓度为20-200mm，pvp的浓度为0.01-10mm、agno3的浓度为0.05-20mm、l-aa的浓度为20-300mm、naoh的浓度为50-200mm，haucl4的浓度为0.02-5mm。

3.根据权利要求1所述一种基于双层金纳米棒sers效应的乳酸传感器件制备方法，其特征在于，上述步骤(3)中aunrs@dtnb@au的用量为4-50μl。

4.根据权利要求1所述一种基于双层金纳米棒sers效应的乳酸传感器件制备方法，其特征在于，上述步骤(4)中乳酸的浓度为0-40mm，其加入量为1-30μl。

技术总结
本发明所要解决的问题在于针对现有电化学汗液传感平台耐久性、稳定性等问题，提供了一种基于双层金纳米棒SERS效应的乳酸传感器件制备方法。该传感器的主要特点是重现性好、稳定性高等，能满足不同场景下对汗液连续、实时监测的需求。本发明中乳酸传感器件的制备方法为：首先制备单层金纳米棒(AuNRs)溶液，随后加入5，5＇‑二硫代双(2‑硝基苯甲酸)(DTAB)，并依次加入十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、硝酸银(AgNO3)、抗坏血酸(L‑AA)、氢氧化钠(NaOH)和四氯金酸(HAuCl4)后成功制备了含有AuNRs@DTNB@Au的SERS标签，并建立标准化系统，最后对传感材料进行组装得到所需器件。本发明采用SERS技术对汗液中的乳酸含量进行检测，将进一步丰富汗液可控采集和检测体系，为最终实现其临床应用提供重要的理论支持。

技术研发人员：李秋瑾,任佳宁,姜荣健,巩继贤,高雪
受保护的技术使用者：山东中康国创先进印染技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8