CN101792112B

CN101792112B - 一种基于表面增强拉曼散射活性基底的微流控检测器件

Info

Publication number: CN101792112B
Application number: CN2010101176722A
Authority: CN
Inventors: 毛海央; 吴文刚; 张煜龙; 黄如; 郝一龙; 王阳元
Original assignee: Peking University
Current assignee: Peking University
Priority date: 2010-03-03
Filing date: 2010-03-03
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2030-03-03
Also published as: CN101792112A

Abstract

本发明公开了一种基于表面增强拉曼散射活性基底的微流控检测器件。该微流控检测器件是按照包括下述步骤的方法制备得到的：在衬底上旋涂光刻胶，并对光刻胶依次进行前烘、曝光、显影和定影后形成微流道形状的光刻胶图形；对光刻胶图形进行氧等离子体干法刻蚀，在衬底上形成了垂直分布于的纳米颗粒结构或纳米纤维直立结构；以所述纳米颗粒结构为掩模，对衬底进行各向异性刻蚀，在衬底上形成了纳米柱；在衬底上的硅纳米柱或纳米纤维直立结构上溅射金属纳米颗粒层，得到表面增强拉曼散射活性基底；结合微流体器件及其加工技术形成了无杂质干扰、可实时监测的硅-PDMS双层结构SERS微流控检测器件，该微流控检测器件不仅能用于液体待分析物的检测还可用于胶体和气体待分析物的检测。

Description

一种基于表面增强拉曼散射活性基底的微流控检测器件

技术领域

本发明涉及一种基于表面增强拉曼散射(SERS)活性基底的微流控检测器件。

背景技术

拉曼散射光谱检测是一种不需要对待检测样品进行标记的物质结构分析手段，具有非破坏性，无需接触等特点。随着激光技术和弱信号探测接收技术的发展，作为一种可实现物质结构分子水平检测手段的拉曼散射光谱检测，有望在生物检测、疾病诊断、环境监测、化学分析等领域获得更广泛和实际的应用。然而，由于拉曼散射截面小，拉曼散射光谱检测的分析灵敏度低，很多分子或者基团的拉曼光谱很难获得。虽然通过提高激励激光功率可以在一定程度上提高拉曼散射光谱的强度，但对于生物样品，强度太大的激光会破坏样品的生物活性，因此很多实验转而利用了SERS效应来提高样品的拉曼散射光谱强度。

SERS效应是指粗糙的贵金属表面在入射光激发的情况下增强吸附在其表面的物质分子的拉曼散射光谱信号的一种现象。分子拉曼散射信号的增强来源于粗糙表面在光照射下产生表面电子的振荡，当入射光的频率与金属自身的等离子体的频率相匹配时，电子振荡达到最大，于是在金属表面产生一个与入射光频率相同的附加局域电磁场，它所覆盖的区域存在着入射光和表面等离子体被激发后叠加在一起的电磁场。由于分子的拉曼散射源于分子自身的极化与外界电场的相互作用，所以处在这个叠加电场中的分子除了受原入射电磁场的作用外还受这个局域增强电磁场的作用，因此激发出的拉曼散射信号也相应地得到了加强。与普通拉曼散射光谱信号相比，SERS信号的强度有多个量级的增强，甚至可以满足单分子拉曼散射信号的探测。

常见的SERS活性基底的制备方法有溶胶颗粒法、金属电极的电化学氧化还原法、金属纳米小球排布法等。利用溶胶颗粒法制备的活性基底虽然具有明显的增强效果，但该方法工艺过程繁琐复杂，且金属溶胶颗粒在转移到固体基底上的过程中会发生团聚现象，从而影响到活性基底的稳定性和重复性。金属电极的电化学氧化还原法应用较为广泛，但采用该方法所得到的SERS活性基底其增强因子较小，且在制备过程中由于受溶液温度、还原剂性质以及反应时间等诸多因素的影响，纳米颗粒的尺寸及分布都比较随机。采用金属纳米小球排布法可以实现纳米结构在基底上的单层规则分布，从而有效控制SERS检测信号的重复性。但是纳米小球单层排布过程繁琐，且很难实现其在大面积上的单层排布，从而限制了这种方法的进一步应用。

发明内容

为了解决SERS活性基底面临的相关问题，同时拓展SERS活性基底在生物检测、疾病诊断、环境监测、化学分析等领域的进一步应用，本发明的目的是提供一种具有灵敏度高、重复性好、工艺简单、成本低廉的SERS活性基底，并结合微流体器件及其加工技术，提供一种基于该活性基底的具有无噪声干扰、可实时监测、增强效果明显等特点的SERS微流控检测器件。

本发明所提供的基于表面增强拉曼散射活性基底的微流控检测器件是按照包括下述步骤的方法制备得到的：

1)在清洗后的衬底a表面上旋涂光刻胶，对所述光刻胶进行前烘处理，然后在所述光刻胶上曝光微流道形状图案，经显影和定影后形成微流道形状的光刻胶图形；

2)按照下述a)的方法在所述衬底a上形成纳米柱或按照b)的方法在所述衬底a上形成纳米纤维直立结构：

a)对步骤1)得到的具有微流道形状的光刻胶图形进行氧等离子体干法刻蚀，在所述衬底a上形成均匀分布于所述衬底a的纳米颗粒结构；然后以所述纳米颗粒结构为掩模，对所述衬底a进行各向异性刻蚀，然后除去所述衬底a上的纳米颗粒结构，在所述衬底a上形成垂直分布于所述衬底a的纳米柱；

b)对步骤1)得到的具有微流道形状的光刻胶图形进行氧等离子体干法刻蚀，在所述衬底a上形成均匀分布于所述衬底a的纳米纤维直立结构；

3)在步骤2)得到的垂直分布于所述衬底a上的纳米柱或纳米纤维直立结构上溅射金属纳米颗粒层，得到表面增强拉曼散射活性基底；

4)在清洗后的衬底b表面上旋涂光刻胶，对所述光刻胶进行前烘处理，然后在所述光刻胶上曝光形成与步骤1)中相同的微流道形状图案，经显影和定影后形成微流道形状的光刻胶图形；

5)以步骤4)得到的具有微流道形状的光刻胶图形为掩模，对所述衬底b进行各向异性刻蚀，然后除去所述衬底b上的光刻胶，得到微流道模具；

6)以聚二甲基硅氧烷(PDMS)预聚体浇注步骤5)得到的微流道模具，在60-80℃使聚二甲基硅氧烷交联固化；然后将固化后的具有所述微流道结构的聚二甲基硅氧烷从所述微流道模具中剥离；

7)将固化后的具有所述微流道结构的聚二甲基硅氧烷与步骤3)得到表面增强拉曼散射活性基底对准且紧密贴合，并在微流道相应位置设置至少一个入液口和出液口，得到所述基于表面增强拉曼散射活性基底的微流控检测器件。

步骤1)所述衬底a和步骤4)所述衬底b上旋涂的光刻胶均可为正性光刻胶或负性光刻胶。所述正性光刻胶包括苏州瑞红电子化学品有限公司提供的RZJ-304系列光刻胶，美国罗门哈斯公司(Rohm and Hass)提供的SPR系列光刻胶以及美国西帕来(Shipley)公司的AZ系列光刻胶；所述负性光刻胶包括美国Microchem.Corp.提供的SU-8系列光刻胶。

根据所选用的光刻胶之不同种类并改变光刻胶旋涂的条件，可以在衬底a上获得厚度为1-20μm的光刻胶层。对形成的硅纳米柱而言，该光刻胶层的厚度决定了硅纳米柱的直径和密度并影响其能形成的最高高度；对于形成的纳米纤维直立结构而言，其高度与衬底a上旋涂的负性光刻胶的厚度一致。

当在衬底a上旋涂正性光刻胶时，所述衬底a选自由单晶硅或多晶硅组成的衬底；对该正性光刻胶图形进行氧等离子体干法刻蚀时，可在所述衬底a上形成均匀分布于所述衬底a表面的纳米颗粒结构。

当在衬底a上旋涂负性光刻胶时，所述衬底a选自由不被氧等离子体刻蚀的固体材料组成的衬底；对该负性光刻胶图形进行氧等离子体干法刻蚀时，可在所述衬底a上形成垂直分布于所述衬底a表面的纳米纤维直立结构；所述不被氧等离子体刻蚀的固体材料选自下述任意一种：单晶硅、多晶硅、氧化硅、氮化硅、碳化硅、玻璃、石英和金属。

上述步骤2)中对具有微流道形状的光刻胶图形进行氧等离子体干法刻蚀的具体方法如下：将具有微流道形状的光刻胶图形的衬底a放入功率为100-300W，氧气流速为10-50sccm/min的氧等离子体轰击腔体中，对所述光刻胶图形轰击5-100分钟。通过调节氧等离子体的轰击功率和改变轰击时间，使所述光刻胶层完全去除，从而在光刻胶层所在位置形成纳米颗粒结构或形成纳米纤维直立结构。

当在衬底a上形成纳米颗粒结构时，还需对衬底a(硅衬底)进行各向异性刻蚀，在衬底a上形成垂直分布于衬底a的纳米柱。刻蚀之后，所述纳米颗粒结构可用氢氟酸或氢氟酸和氟化氨的混合液(混合液中氢氟酸和氟化氨体积比为1∶1-1∶30)去除。所得到的硅纳米柱的高度取决于各向异性刻蚀(反应离子刻蚀)衬底a的深度并受纳米颗粒的尺寸影响，通过调节反应离子刻蚀的条件，控制硅纳米柱的高度在100nm-1μm，直径为5-50nm。

步骤3)中形成所述金属纳米颗粒层的金属选自下述任意一种：金、银、铜、铂和铝。通过改变溅射设备所采用的靶材改变硅纳米柱或纳米纤维直立结构上的贵金属材料；通过调节溅射设备工作功率和工作时间，控制贵金属材料层的厚度为5-80nm。

根据硅纳米柱或纳米纤维直立结构的高度，控制步骤5)中所述微流道模具的凹槽深度为10-50μm。

本发明衬底上的微流道结构用于限制待检测试剂在器件中的分布，为了便于与微流控系统集成，所述微流道结构可以设计为所需形状和尺寸。

所述PDMS密封结构用于减少其至避免环境污染引起的噪声，提高SERS信号的信噪比，在此基础上有效保障器件信号检测的重复性。

本发明所提供的基于表面增强拉曼散射活性基底的微流控检测器件可用检测液体待分析物和/或胶体待分析物和/或气体待分析物。

所述液体待分析物选自下述至少一种物质形成的溶液：色素、染色剂、药物、农药、毒药、营养液、饮品和细胞培养液；所述胶体待分析物选自下述至少一种：血液、蛋白质、涂料、淀粉胶体和土壤胶体；所述气体待分析物选自下述至少一种气体：二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、甲醛、乙炔、乙烯以及含悬浮颗粒的汽车尾气和工厂排放的废气。

该微流控检测器件可通过设计不容的微流道结构，实现对一种或多种待分析物检测。微流控检测器件可以具有一个或者多个入液口。有多个入液口的微流控检测器件可用于不同待分析物反应或混合前后的信号检测与对比。

硅是MEMS(微电子机械系统)工艺中常用于制备微/纳米结构的半导体材料，符合MEMS可进行大批量并行加工的特点，且硅的拉曼光谱特性已为人熟知。PDMS(聚二甲基硅氧烷)具有优良的透光性，并可高保真地复制图形且可与其它材料通过表面的分子接触进行密封。鉴于此，本发明开发了一种具有灵敏度高、重复性好、工艺简单、成本低廉、可大批量生产等特点的基于硅纳米柱的SERS活性基底，并结合微流体器件及其加工技术形成了无杂质干扰、可实时监测的硅-PDMS双层结构SERS微流控检测器件，该微流控检测器件不仅能用于液体待分析物的检测还可用于胶体和气体待分析物的检测。

本发明具有以下优点：1、本发明由氧等离子体与光刻胶的物理化学反应得到纳米颗粒结构或纳米纤维直立结构在衬底表面上的均匀分布，从而实现了硅纳米柱结构或纳米纤维直立结构在衬底材料上的均匀分布。所述硅纳米柱的尺寸和分布密度可以有效控制，从而避免了采用溶胶颗粒法时纳米颗粒发生团聚的现象以及采用电化学氧化还原法时无法有效控制纳米结构分布的问题。2、本发明可与常规光学光刻工艺相结合，所述纳米颗粒结构或纳米纤维直立结构可以通过光刻技术以不同形貌不同尺寸的图形分布在衬底上，甚至可以在整个衬底表面上大面积均匀分布，从而避免了纳米小球排布法无法控制大面积纳米结构分布的问题。3、本发明中所使用的氧等离子体干法去胶技术和常规光刻技术都源自于微电子制造技术，因此可方便地实现批量、并行加工。4、本发明利用PDMS的密封特性将SERS活性基底封闭在微流道内，并利用PDMS的高透光性进行测试，避免了检测过程中因环境污染引入检测噪声。5、本发明通过改变光刻胶的厚度可方便地调整纳米颗粒结构或纳米纤维直立结构的参数，实现对硅纳米柱尺寸或纳米纤维的控制，大大提高了纳米结构的生产效率和集成度，有利于降低工业化生产成本，促进纳米器件的研究和生产开发。使用本发明制作的基于SERS基底的微流控检测器件可在生物检测、疾病诊断、环境监测、化学分析等领域获得广泛和实际的应用。

附图说明

图1是本发明图形化用于形成硅纳米柱的光刻胶分布在硅衬底表面上的示意图；其中，1为衬底，3为光刻胶。

图2(a)是本发明采用氧等离子体轰击光刻胶得到分布在硅衬底表面上的纳米颗粒结构的示意图(a)和纳米纤维直立结构的示意图(b)；其中，4为纳米颗粒，41为纳米纤维直立结构。

图3是本发明以纳米颗粒结构为掩模各向异性刻蚀硅衬底得到垂直分布于硅衬底表面上的硅纳米柱的示意图；其中，11为硅纳米柱。

图4是本发明在硅纳米柱或纳米纤维直立结构上溅射贵金属纳米层形成SERS活性基底的示意图。

图5是本发明图形化用于形成微流道模具的光刻胶的示意图；其中，1为衬底，3为光刻胶。

图6是本发明以光刻胶为掩模各向异性刻蚀硅衬底形成微流道模具的示意图。

图7是本发明将PDMS预聚物均匀分布在微流道模具上的示意图。

图8是本发明将固化后的PDMS从微流道模具上揭开分离的示意图。

图9是本发明将PDMS微流道和SERS活性基底对准密封形成基于SERS基底的微流控检测器件的示意图。

图10是本发明在基于SERS基底的微流控检测器件的相应位置制作入/出液口的示意图。

图11是本发明的基于SERS基底的微流控检测器件硅-PDMS双层材料内部结构三维示意图以及制作了入/出液口并安插了入/出液导管后的整体结构三维示意图。

图12是本发明四个实施例分别得到的垂直于硅衬底并均匀分布在衬底表面上的硅纳米柱结构和纳米纤维直立结构。

图13是本发明基于SERS基底的微流控检测器件用于SERS检测时被测试剂在微流道内的流动和测试点分布范围示意图。

图14是基于实施例2的SERS活性基底(图12b)制作的基于SERS基底的微流控检测器件所获得的浓度为皮摩尔的罗丹明B溶液(待分析物)的拉曼散射光谱信号和所述溶液在平整贵金属表面的拉曼散射光谱信号的对比结果。

具体实施方式

下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和生物材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例1、制备基于SERS基底的微流控检测器件

1)制备SERS活性基底

在硅衬底1(衬底a)的表面上旋涂厚度为1μm的RZJ-304正性光刻胶，在98℃烘箱中前烘15分钟，用波长为365nm、强度为5.4mW/cm²的紫外光透过掩模版照射5s，在RZJ-304正性光刻胶的显影液中显影30s，形成微流道形状的光刻胶图形；将具有光刻胶图形的硅衬底1放入功率为250W，氧气流速为30sccm/min的氧等离子体轰击腔体中，对光刻胶进行5分钟的轰击，在硅衬底1上制备出纳米颗粒结构；将具有纳米颗粒结构的硅衬底1放入功率为400W，SF₆和C₄F₈流速分别为40和90sccm/min的反应离子刻蚀机的腔体中，以纳米颗粒结构为掩模，对硅衬底1进行各向异性刻蚀40s；将带有硅纳米柱的硅衬底1浸入缓和氢氟酸溶液(氢氟酸和氟化氨按体积比1∶1混合得到)中3s去除纳米颗粒结构，在衬底1上形成高度为100nm直径为5nm的硅纳米柱，各纳米柱垂直于硅衬底并均匀分布在衬底表面上，其形貌特征由图12(a)给出。在垂直分布于硅衬底1表面上的硅纳米柱上溅射5nm的银纳米颗粒层，即可得到SERS活性基底。

2)制备基于SERS基底的微流控检测器件

在硅衬底2(衬底b)的表面上旋涂厚度为3μm的RZJ-304正性光刻胶，在98℃烘箱中前烘15分钟，用波长为365nm、强度为5.4mW/cm²的紫外光透过掩模版照射15s，在RZJ-304正性光刻胶的显影液中显影30s，形成与硅衬底1表面相同的微流道形状的光刻胶图形；将具有光刻胶图形的硅衬底2放入功率为400W，SF₆和C₄F₈流速分别为40和90sccm/min的反应离子刻蚀机的腔体中，以光刻胶图形为掩模，对硅衬底2进行各向异性刻蚀6-30分钟，随后将硅衬底2置于氧等离子体轰击腔体中去除模具表面受刻蚀影响的薄层光刻胶，再浸泡丙酮中10分钟去除模具表面全部光刻胶，在硅衬底2上形成高度为10-50μm的微流道模具；将PDMS预聚体倒入所述微流道模具中，在60-80℃的烘箱中加热，使PDMS交联固化；将固化后的带有微流道结构的PDMS和模具揭开分离，并将所述带有微流道结构的PDMS层和所述带有硅纳米柱结构的硅衬底1对准贴合，除去PDMS和硅衬底1之间的气泡，在微流道相应位置制作入/出液口并安插入/出液导管，形成基于SERS基底的微流控检测器件。

实施例2、制备基于SERS基底的微流控检测器件

1)制备SERS活性基底

在硅衬底1(衬底a)的表面上旋涂厚度为5μm的Shipley SPR正性光刻胶，在98℃烘箱中前烘15分钟，用波长为365nm、强度为5.4mW/cm²的紫外光透过掩模版照射60s，在Shipley SPR正性光刻胶的显影液中显影90s，形成微流道形状的光刻胶图形；将具有光刻胶图形的硅衬底1放入功率为250W，氧气流速为30sccm/min的氧等离子体轰击腔体中，对光刻胶进行25分钟的轰击，在衬底上制备出纳米颗粒结构；将具有纳米颗粒结构的硅衬底1放入功率为400W，SF₆和C₄F₈流速分别为40和90sccm/min的反应离子刻蚀机的腔体中，以纳米颗粒结构为掩模，对硅衬底1进行各向异性刻蚀160s；将带有硅纳米柱的硅衬底1浸入缓和氢氟酸溶液(氢氟酸和氟化氨按体积比1∶5混合得到)中8s去除纳米颗粒结构，在衬底1上形成高度为400nm直径为30nm的硅纳米柱，各纳米柱垂直于硅衬底并均匀分布在衬底表面上，其形貌特征由图12(b)给出。在垂直分布于硅衬底1表面上的硅纳米柱上溅射50nm的银纳米颗粒层，即可得到SERS活性基底。

步骤2)制备基于SERS基底的微流控检测器件的方法同实施例1。

实施例3、制备基于SERS基底的微流控检测器件

1)制备SERS活性基底

在硅衬底1(衬底a)的表面上旋涂厚度为20μm的Shipley AZ系列正性光刻胶，经110℃热板100s的前烘后，用波长为365nm、强度为4.5mW/cm²的紫外光透过掩模版照射400s，在Shipley AZ系列正性光刻胶的显影液中显影600s，形成微流道形状的光刻胶图形；将具有光刻胶图形的硅衬底1放入功率为250W，氧气流速为30sccm/min的氧等离子体轰击腔体中，对光刻胶进行100分钟的轰击，在衬底上制备出纳米颗粒结构；将具有纳米颗粒结构的硅衬底1放入功率为400W，SF₆和C₄F₈流速分别为40和90sccm/min的反应离子刻蚀机的腔体中，以纳米颗粒结构为掩模，对硅衬底1进行各向异性刻蚀400s；将带有硅纳米柱的硅衬底1浸入缓和氢氟酸溶液(氢氟酸和氟化氨按体积比1∶30混合得到)中40s去除纳米颗粒结构，在衬底1上形成高度为1μm直径为50nm的硅纳米柱，各纳米柱彼此分离，垂直于硅衬底并均匀分布在衬底表面上，其形貌特征由图12(c)给出。在垂直分布于硅衬底1表面上的硅纳米柱上溅射80nm的银纳米颗粒层，即可得到SERS活性基底。

步骤2)制备基于SERS基底的微流控检测器件的方法同实施例1。

实施例4、制备基于SERS基底的微流控检测器件

1)制备SERS活性基底

在硅衬底1(衬底a)的表面上旋涂厚度为10μm的Microchem.Corp.SU-8负性光刻胶，经65℃热板2分钟和95℃热板5分钟的前烘后，用波长为365nm、强度为4.5mW/cm²的紫外光透过掩模版照射50s，在SU-8负性光刻胶的显影液中显影200s，形成微流道形状的光刻胶图形；将具有光刻胶图形的硅衬底1放入功率为250W，氧气流速为30sccm/min的氧等离子体轰击腔体中，对光刻胶进行50分钟的轰击，在衬底上制备出纳米纤维直立结构，纳米纤维结构垂直于硅衬底并均匀分布在衬底表面上，其形貌特征由图12(d)给出。在垂直分布于硅衬底1表面上的纳米纤维直立结构上溅射20nm的银纳米颗粒层，即可得到SERS活性基底。

步骤2)制备基于SERS活性基底的微流控检测器件的方法同实施例1。

实施例5、用本发明所提供的微流控检测器件检测低浓度罗丹明B溶液

采用实施例2制备的基于SERS活性基底的微流控检测器件检测浓度为皮摩尔(10^-12摩尔)的罗丹明B溶液。检测过程中待分析物在微流道内的流动方向和拉曼测试点分布范围如图13所示。从入液口1压入罗丹明B溶液，待罗丹明B溶液从出液口流出并确保微流道内从入液口1到出液口的所有位置都被罗丹明B溶液浸润，停止从入液口1压入罗丹明B溶液，与此同时采用拉曼散射光谱仪检测微流道内相应位置的拉曼散射光谱。消除PDMS对应峰值位置可能出现的拉曼散射光谱数据，得到的结果如图14所示。与平整贵金属表面的SERS信号相比，由本发明的基于SERS活性基底的微检测器件得到的信号的增强因子达到了5×10⁸甚至更大。

Claims

1.一种基于表面增强拉曼散射活性基底的微流控检测器件的制备方法，包括下述步骤：

4)在清洗后的衬底b表面上旋涂光刻胶，对衬底b表面上的光刻胶进行前烘处理，然后在衬底b表面上的光刻胶上曝光形成与步骤1)中相同的微流道形状图案，经显影和定影后形成微流道形状的光刻胶图形；

5)以步骤4)得到的具有微流道形状的光刻胶图形为掩模，对所述衬底b进行各向异性刻蚀，然后除去所述衬底b上的光刻胶图形，得到了微流道模具；

6)以聚二甲基硅氧烷预聚体浇注步骤5)得到的微流道模具，在60-80℃使聚二甲基硅氧烷交联固化；然后将固化后的具有所述微流道结构的聚二甲基硅氧烷从所述微流道模具中剥离；

7)将固化后的具有所述微流道结构的聚二甲基硅氧烷与步骤3)得到表面增强拉曼散射活性基底对准且紧密贴合，并在微流道相应位置设置至少一个入液口和出液口，得到了所述基于表面增强拉曼散射活性基底的微流控检测器件。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述衬底a和步骤4)中所述衬底b的表面上旋涂光刻胶的厚度均为1-20μm。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤2)中对具有微流道形状的光刻胶图形进行氧等离子体干法刻蚀的方法如下：将具有微流道形状的光刻胶图形的衬底a放入功率为100-300W，氧气流速为10-50sccm的氧等离子体轰击腔体中，对所述光刻胶图形轰击5-100分钟。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤2)中在所述衬底a上形成均匀分布于所述衬底a的纳米颗粒结构，则步骤1)中所述光刻胶为正性光刻胶，且所述衬底a由单晶硅或多晶硅组成；步骤2)中垂直分布于所述衬底a的纳米柱的高度为100nm-1μm，直径为5-50nm。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤2)中在所述衬底a上形成垂直分布于所述衬底a的纳米纤维直立结构，则步骤1)中所述光刻胶为负性光刻胶，且所述衬底a由不被氧等离子体刻蚀的固体材料组成；所述不被氧等离子体刻蚀的固体材料选自下述任意一种：单晶硅、多晶硅、氧化硅、氮化硅、碳化硅、玻璃、石英和金属。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤3)中所述金属纳米颗粒层的厚度为5-80nm；形成所述金属纳米颗粒层的金属选自下述任意一种：金、银、铜、铂和铝。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤5)中所述微流道模具的凹槽深度为10-50μm。

8.权利要求1-7中任一所述方法制备得到的基于表面增强拉曼散射活性基底的微流控检测器件。

9.权利要求8所述的基于表面增强拉曼散射活性基底的微流控检测器件在检测液体待分析物和/或胶体待分析物和/或气体待分析物中的应用。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于：所述液体待分析物选自下述至少一种物质形成的溶液：染色剂、药物、营养液和饮品；所述胶体待分析物选自下述至少一种胶体物质：血液、蛋白质、涂料、淀粉胶体和土壤胶体；所述气体待分析物选自下述至少一种气体：二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、甲醛、乙炔、乙烯以及含悬浮颗粒的汽车尾气和工厂排放的废气。