專利名稱：高效檢測生物大分子和微生物納米銀膜制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種高效檢測生物大分子和微生物的納米銀膜，屬于納米應用 技術領域。
背景技術：
表面增強拉曼光譜技術，由于可檢測到單個分子近年來在物理、化學、生 物等各方面都得到了廣泛的應用，在生物大分子、微生物的檢測中碰到的一個 具體的問題是如何使得制備的表面增強基底，增強效果好，重復性好?，F(xiàn)有 的常用的表面增強銀質基底有銀膠、銀島和納米銀膜。
銀膠自從上世紀七十年代用化學還原方法制得以來，制備技術已經日趨成 熟，廣泛應用于拉曼光譜表面增強當中。但是，銀膠由于納米銀顆粒在膠體中 分散不均勻，所產生的電場增強作用沒有別的基底好，所以增強效果不是很好。 另外正是這種納米銀的分散狀態(tài)，使得做出來的拉曼光譜的重復性相當不好， 即使后來有人用加凝聚劑的方法改善了這種缺陷，但是一般測試生物大分子和 微生物的時候，效果仍然不是很理想。
銀島作為拉曼光譜表面增強的基底時間不長，但是現(xiàn)在研究的人也是很多。 作為銀島，他的表面增強機理也是由于聚集在一起的銀顆粒產生的電場作用而
產生的。但是由于銀島類似于生活中的分散的小島，兩個銀島間的距離非常的 大，所以增強效果不是很理想，雖然現(xiàn)在有人通過控制銀島之間的距離和銀島 的大小來提高增強效果，但是到目前為止增強效果還不足以把它用作大規(guī)模的 實際應用當中。
納米銀膜是常用的一種表面增強基底，目前常用的有用激光平板濺射和 化學還原制備的兩種。激光平板濺射的方法可以制備出顆粒均勻排列整齊的銀 膜，并且通過改變平板上的孔距來改變納米銀顆粒之間的間距，從而來尋找較 好的增強效果。利用平板濺射的方法做出的納米銀膜表面增強拉曼散射的重復 性比較好，但是由于做出的銀膜多數(shù)為單層銀膜，所形成的"熱點效應"或"熱 鏈接效應"不是很明顯，在做小分子顆粒的時候效果很好，因為小分子顆?？?以很容易的和納米銀顆粒結合，但是在做生物大分子顆?；蛭⑸锏臅r候就不 行了，因為生物大分子和微生物的大小不定，對于大小和間距都固定的銀膜來 說，不可能讓很多的待檢測顆粒很好的與納米銀顆粒結合，所以在做類似于生 物大分子和微生物的表面增強拉曼光譜的時候效果很不理想。并且激光平板濺 射的方法要用到大功率激光器等昂貴的器件，所以制備的成本是相當高的?；?學還原的方法可以制備出各種形狀的納米顆粒銀膜，例如樹葉形狀的，花朵形 狀的等等，并且可以通過改變形狀和顆粒間距改變增強效果，但是還沒有那一 種化學還原的方法制備的銀膜能夠廣泛的得到對生物大分子和微生物的表面增 強拉曼光譜。另外，還有一個問題是在用拉曼光譜儀檢測生物大分子和微生物 的時候，這些待解側物質本身所帶的熒光讓我們很難得到理想的拉曼光譜，現(xiàn) 有的所有方法做出的銀膜都不能很好的解決這個問題。所以現(xiàn)有的表面增強拉 曼光譜基底存在的問題主要有無法得到穩(wěn)定的拉曼光譜、制作基底的成本非常
高昂、對生物大分子和微生物沒有普適性、無法解決生物大分子和微生物的熒 光問題等等。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于克服上述納米銀膜存在的不足之處，而提供一種高效檢測 生物大分子微生物的納米銀膜，其原理是利用電解銀棒方法獲得納米銀顆粒， 用聚乙烯醇為保護劑使帶正電的納米銀顆粒在膠體中不發(fā)生凝聚而直接吸附在 帶負電的介質上。采用此方法制備出的納米銀膜，不僅對小分子有很好的拉曼 光譜增強效果，而且對生物大分子和微生物有特別好的熒光淬滅和表面增強效 果。
本發(fā)明的目的是通過如下技術方案來實現(xiàn)的。把硝酸銀(AgNo3)固體顆粒 和聚乙烯醇(PVA)固體顆粒加入到電導〈0.2MS/cm的高純水中，加熱至IO(TC 使固體顆粒全部溶解，固體顆粒溶解后的混合液作為電解液，其中，硝酸銀占 電解液質量的0. 005%到0. 015%，聚乙烯醇占電解液質量的0. 025%到0. 1%。把 制成的電解液倒入不帶電或者帶正電的干凈容器中，把干凈的帶負電的雙面平 整沒有坡度的物質作為襯底緊緊固定在容器壁上使其只有一面跟電解液接觸。 把兩根純度》99.5%的銀棒插入電解液中分別作為正負極，然后在上面加上30V 直流電壓，通電1~3小時。把通完電的電解液連同襯底放置在避光的地方12~24 小時，使襯底有充分的機會跟電解出的納米銀顆粒結合。而后把襯底從電解液 中拿出來晾干，跟納米銀顆粒接觸的一面即為制備好的納米銀膜。
本發(fā)明的有益效果是，穩(wěn)定性好，經過對同一銀膜上的樣品的不同點的表面 增強拉曼光譜的測試表明，此銀膜有極好的重復性，各樣品不同點的拉曼峰強 和峰位基本一致。本發(fā)明通過掃描電子顯微鏡觀測，納米銀顆粒的平均粒徑在
200nm。而通過掃描電鏡觀測的電解出的納米銀顆粒的平均大小為30nm，遠遠小 于銀膜上的納米顆粒，這說明銀膜上的納米銀顆粒發(fā)生了聚集現(xiàn)象，大約有十 個左右的單個銀顆粒聚集成為銀膜上的一個大的銀顆粒，因為這種聚集現(xiàn)象， 使得納米銀的電場增強效果成倍的增長，表面增強的效果也就更強了。并且對 于傳統(tǒng)銀膜無法得到或者增強效果不好的表面增強拉曼光譜，如煙草花葉病毒、 大腸桿菌、葡萄球菌、人體血細胞、血清等，此銀膜均表現(xiàn)出很好的表面增強 拉曼效應和優(yōu)質的重復性，這是因為銀膜上的納米銀顆粒的大小和間距在現(xiàn)有 最優(yōu)模型的數(shù)據(jù)范圍內，但又不是固定在某一種尺寸下，而是呈現(xiàn)出不規(guī)則的 類似于沙粒狀分布，這就給大分子顆粒和微生物有個很多和銀顆粒結合的機會， 這些待檢測物質會自己尋找到適合的銀顆粒，從而吸附在上面，產生最大的電 場增強效果，來被拉曼光譜儀檢測。另外在室溫下，把制備好的納米銀膜保存 在高純水中，可隨時方便使用，保存銀膜的有效時間在半年以上。而且這種納 米銀膜制備條件簡單，花費低廉，具有廣泛的推廣使用價值。
具體實施例方式
實施例一 把20.0mg硝酸銀(AgNo:,)固體顆粒和70. Omg聚乙烯醇(PVA)固 體顆粒加入到200ml電導< 0. 2PS/cm的高純水中，加熱至100。C使固體顆粒全 部溶解，把制成的電解液倒入正方形塑料容器中，取4片載玻片用濃硫酸和高 濃度氫氧化鉀分別清洗三遍，后用高純水沖洗三遍。把洗干凈的載玻片緊緊固定在正方形容器中使其只有一面跟電解液接觸。把兩根純度》99. 5%的銀棒插入 電解液中作為正負極，然后在上面加上25V直流電壓，通電1小時。把通完電 的電解液連同載玻片放置在避光處12小時，使載玻片有充分的機會跟電解出的 納米銀顆粒結合。而后把載玻片從電解液中拿出來晾干，跟納米銀顆粒接觸的 一面即為制備好的納米銀膜。
實施例二把25.0mg硝酸銀(AgNo3)固體顆粒和100. 0mg聚乙烯醇(PVA)固 體顆粒加入到200ml電導< 0. 2MS/cm的高純水中，加熱至IO(TC使固體顆粒全 部溶解，把制成的電解液倒入長方形塑料燒杯中，取8片云母片用濃硫酸和高 濃度氫氧化鉀分別清洗三遍，后用高純水沖洗三遍。把洗干凈的云母片緊緊固 定在正方形容器中使其只有一面跟電解液接觸。把兩根純度^99. 5%的銀棒插入 電解液中作為正負極，然后在上面加上35V直流電壓，通電2小時。把通完電 的電解液連同云母片放置在避光處18小對，使云母片有充分的機會跟電解出的 納米銀顆粒結合。而后把云母片從電解液中拿出來晾干，跟銀納米銀顆粒觸的 一面即為制備好的納米銀膜。
實施例三把30.0mg硝酸銀(AgNo:,)固體顆粒和150. Omg聚乙烯醇(PVA)固 體顆粒加入到200ml電導< 0. 2MS/cm的高純水中，加熱至IO(TC使固體顆粒全 部溶解，把制成的電解液倒入菱形塑料燒杯中，取2片載玻片用濃硫酸和高濃 度氫氧化鉀分別清洗三遍，后用高純水沖洗三遍。把洗干凈的載玻片緊緊固定 在菱形容器中使其只有一面跟電解液接觸。把兩根純度^99. 5%的銀棒插入電解 液中作為正負極，然后在上面加上50V直流電壓，通電3小時。把通完電的電 解液連同載玻片放置在避光處24小時，使載玻片有充分的機會跟電解出的納米
銀顆粒結合。而后把載玻片從電解液中拿出來晾干，跟納米銀顆粒接觸的一面 即為制備好的納米銀膜。
權利要求
1、高效檢測生物大分子和微生物納米銀膜制備方法，其特征是，把硝酸銀(AgNo3)固體顆粒和聚乙烯醇(PVA)固體顆粒加入到電導＜0.2μS/cm的高純水中，加熱至固體顆粒全部溶解，固體顆粒溶解后的混合液作為電解液，其中，硝酸銀占電解液質量的0.005％到0.015％，聚乙烯醇占電解液質量的0.025％到0.1％；把制成的電解液倒入不帶電或者帶正電的容器中，把帶負電的雙面平整沒有坡度的物質作為襯底緊緊固定在容器壁上使其只有一面跟電解液接觸。把兩根純度≥99.5％的銀棒插入電解液中分別作為正負極，然后在上面加上25～50V直流電壓，通電1～3小時；把通完電的電解液連同襯底放置在避光的地方12～24小時，使襯底有充分的機會跟電解出的納米銀顆粒結合；而后把襯底從電解液中拿出來晾干，跟納米銀顆粒接觸的一面即為制備好的納米銀膜。
全文摘要
高效檢測生物大分子和微生物納米銀膜制備方法，本發(fā)明把硝酸銀(AgNo₃)固體顆粒和聚乙烯醇(PVA)固體顆粒加入到電導＜0.2μS/cm的高純水中，加熱至固體顆粒全部溶解，固體顆粒溶解后的混合液作為電解液，把帶負電的雙面平整沒有坡度的物質固定在容器壁上使其只有一面跟電解液接觸。把兩根純度≥99.5％的銀棒插入電解液中，然后加上25～50V直流電壓，通電1～3小時后將電解液連同襯底放置在避光的地方12～24小時，而后把襯底取出晾干；本發(fā)明在生物大分子和微生物檢測中，具有穩(wěn)定性好、利于長時間保存、隨時方便使用、能獲得穩(wěn)定拉曼光譜的顯著優(yōu)點。
文檔編號G01N33/48GK101344484SQ200810058870
公開日2009年1月14日 申請日期2008年9月1日 優(yōu)先權日2008年9月1日
發(fā)明者劉仁明, 司民真, 康頤璞 申請人:楚雄師范學院