一种基于金纳米薄膜SERS技术的2,4-二氯苯氧乙酸（2,4-D）农药的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于金纳米薄膜SERS技术的2,4‑二氯苯氧乙酸(2,4‑D)农药的检测方法，属于食品监测等技术领域。首先通过在空气‑水界面形成的介孔二氧化硅薄膜上原位光诱导还原生成金纳米颗粒，构建介孔结构的金纳米表面增强拉曼基底，薄膜中紧密排列的金纳米颗粒与2,4‑D分子静电吸附后增强了拉曼信号，建立2,4‑D检测的标准曲线。本方法操作简单，检测速度快、精度较高、稳定性好，可以对2,4‑D农药实现原位检测。

Detection method of 2,4- two chlorobenzoxy acetic acid (2,4-D) pesticide based on gold nano film SERS Technology

The invention discloses a method for detecting 2,4 two chlorobenzoxy acetic acid (2,4 D) pesticide based on gold nano thin film technology, which belongs to the technical field of food monitoring and so on. The gold nano particles of mesoporous structure are constructed by in-situ light induced reduction of gold nanoparticles on mesoporous silica film formed in the water interface of the air, and the porous gold nanoparticles in the mesoporous structure are constructed. The tightly arranged gold nanoparticles in the thin film and the 2,4 D molecules are adsorbed on the Raman signal after electrostatic adsorption, and the standard curve of the 2,4 D detection is established. . The method is simple in operation, fast in detection speed, high in accuracy and good in stability, and can be used for in situ detection of 2,4 D pesticide.

【技术实现步骤摘要】
一种基于金纳米薄膜SERS技术的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)农药的检测方法
本专利技术介绍了一种基于金纳米薄膜SERS技术的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)农药的检测方法，制备了有序金纳米薄膜的表面拉曼增强基底来增强农药2,4-D的拉曼信号，采用密度泛函理论计算了农药2,4-D的理论拉曼光谱，建立2,4-D农药定量检测的标准曲线。本专利技术方法操作简单，检测速度快、精度较高、稳定性好等可以实现对2,4-D的大批量原位检测。该方法适用于食品安全、材料化学等

技术介绍
2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)是具有代表性的合成植物生长素和一种主要的除草剂，也可用作植物生产调节剂，是用于诱导愈伤组织形成的常用的生长素类似物的一种。如果过多的使用2,4-D，由于其吸附性强，残留微量药剂会造成一定的危害，使用方法不当，则会引起人和牲畜程度不同的毒副作用。有害的农药残留不仅与国民的人身安全密切相关，而且已经成为影响我国牛奶进出口贸易的重要因素。因此，农残检测重要性的日益突出，对其分析检测结果呈现出更高的目标。世界各国逐年降低的农残限量标准与逐年递增的检测项目，对其分析检测方法显示出更高的要求，常规的农药残留检测技术在分析检测过程中存在诸多缺陷，尤其是在灵敏度、准确性、检测费用、检测时限等方面。因此，研究一种高效、准确、灵敏的现代农药残留检测手段具有重要意义。目前常规的用于农药2,4-D的检测方法，主要有免疫分析技术、仪器分析技术、光谱分析技术。免疫分析技术简单、灵敏，在农残分析检测中具有重要作用。最常用的方法有：酶免疫技术、放射免疫技术和金免疫技术。酶免疫技术(Enzymeimmunoassay，EIA)主要是用酶进行标记，被标记后与抗原(或抗体)连接，利用两者的特异性反应使抗体与酶标抗原结合(或抗原与酶标抗体相结合)，然后加入反应底物，借助酶与相应反应物的显色反应进行待测物的定性、定量分析。放射免疫技术(Radioimmunoassay，RIA)是一种结合了高灵敏度的放射性同位素标记物与高度特异性的抗原/体反应，通过对同位素的跟踪获得目标物信息的检测分析。金免疫技术(Immunecolloidalgoldlabelingtechnique，ICG)主要利用金颗粒具有的高密度性，使其在金标记蛋白的结合处仅仪器放大下现黑点，而在对应的配体处可裸眼视粉(红)点，所以可用于定性及半定量检测。基于免疫分析技术的农药残留检测方法，能够减少有毒有害试剂的使用，使检测操作简洁，具有较高的反应灵敏度，但仍然存在一些缺点，比如酶的特性范围有限，导致检测目标物的适用范围受限，抗原抗体的使用成本较高等。仪器分析技术，目前主以利用气相色谱法、高效液相色谱法、气相色谱-质谱法和液相色谱-质谱法进行农药残留的检测。气相色谱法(GasChromatography，GC)主要是依据气相和固定相的不同靶点性质及其分布系数的差异，使多种农药在气体和固体两相之间的多次分布，从而实现目标检测对象的分离，最后以一定的顺序进行列、分离。高效液相色谱法(HighPerformanceLiquidChromatography，HPLC)是建立于传统液相色谱，并融合气相色谱的有关机理和技术，用以检测并量化不同成分比例的一种现代分离分析技术。气相色谱-质谱(GasChromatography-MassSpectrometry，GC-MS)是一种将气相色谱仪与质谱仪作为一个整体，其中GC用于分离混合物中的成分；MS的作用为对未知化合物的分子量、分子式或官能团进行鉴定。液相色谱-质谱法(LiquidChromatography-MassSpectrometry，LC-MS)是一种将液相色谱仪与质谱仪作为一个整体使用的分析方法。上所述方法分析能力强、检测范围广，其结果具备稳定可靠、灵敏度高及重现性好等特点，并发展成熟形成一定行业标准，但其前处理步骤复杂且检测过程繁杂、仪器设备昂贵、分析时间很长，特异性不明显，并需要专业操作人员辅助才能完成分析检测。因此，不适应现场的快速检测，也不利于普及应用和实现牛奶中农药残留快速检测的目的。近年来，随着仪器技术的迅猛发展，一系列光谱分析检测方法应运而生。在此领域，目前经常使用的农药残留检测技术包括：高光谱成像、荧光光谱、红外光谱和拉曼光谱。与传统的分析检测方法相比，光谱分析方法具有快速、简便、环保等特点，可用于农药残留的快速检测，为牛奶中农药残留的检测提供了一些新的解决方案。但同时，他们也存在一定的不足，在定量分析的精准度及灵敏度方面尚有欠缺。例如高光谱技术和红外光谱技术试验了农药的光谱统计特征，适合于较高浓度的农药检测，而对于微量或者痕量的农药残留检测效果有待改进；光光谱技术因为有些农药不具有荧光特性，使其同样在应用范围上存在一定的局限性。表面增强拉曼光谱(Surface-EnhancedRamanScattering，SERS)技术是拉曼光谱的延伸与完善。其光谱可以获取分子结构的指纹信息，具有强大的分子识别能力，是分子信息快速获取的理想手段。因此，表面增强拉曼方法在构建痕量物质的快速、灵敏检测传感器方面，得到了很大的关注与应用。根据被测物特定波长下的拉曼峰强度，可以建立被测物浓度和拉曼峰强度之间的线性关系，实现对被测物浓度的定量分析。近期，研究表明，金属纳米粒子之间的纳米与“拉曼热点”之间存在一定的联系，并且发现当粒子间的距离减小时，SERS的强度就会大大增强即我们可以利用粒子之间的等离激元耦合电磁场的加强来调整SERS信号，以实现在维持高灵敏度的前提下进行简单的均相测定实验。本专利技术制得的SERS基底具有紧密有序的介孔结构，能够有效的使金纳米粒子之间的间距缩小，同时也防止了金纳米之间因为团聚作用而降低了检测能力，从而提高了检测农药的稳定性和灵敏性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于金纳米薄膜SERS技术的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)农药的检测方法，其灵敏度高、可靠性强、检测速度快，实现了2,4-D农药的快速免标记检测。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案包括：空气-水界面介孔二氧化硅的制备，AuNP的光诱导组装，不同浓度样品表面增强拉曼光谱SERS的采集，建立标准曲线，实现2，4-D农药的定量检测。该方法适用于食品安全、环境监测等
上述的一种基于金纳米薄膜SERS技术的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)农药的检测方法，用简单的自组装、光诱导及原位还原的方法制得有序排列的金纳米薄膜，结合拉曼光谱技术，构建对农药2,4-D的定量检测体系。具体包括以下步骤：步骤1)空气-水界面介孔二氧化硅的制备：在酸性条件下的盐酸水溶液中，将十六烷基三甲基溴化铵、四甲氧基硅烷和钨磷酸依次搅拌溶解，当上述混合溶液搅拌均匀后，取一定体积上午溶液放入培养皿中并盖上盖子密封，在室温环境下静置一段时间后，在空气-水的界面处生长得到透明的薄膜；步骤2)AuNP的组装：在上述介孔二氧化硅薄膜下注入一定量的HAuCl4，静置一段时间后，薄膜变为淡黄色，用紫外灯辐射后，薄膜变为淡紫色。将得到的淡紫色薄膜用玻璃片轻轻挑出，用去离子水清洗数次后，在室温下干燥，得到介孔金纳米薄膜；步骤3)样品表面增强拉曼光谱SERS的采集：采用免标记的方法检本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于金纳米薄膜SERS技术的2,4‑二氯苯氧乙酸(2,4‑D)农药的检测方法，其特征在于：用简单的自组装、光诱导及原位还原的方法制得有序排列的金纳米薄膜，结合拉曼光谱技术，构建对农药2,4‑D的定量检测体系。

【技术特征摘要】
1.一种基于金纳米薄膜SERS技术的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)农药的检测方法，其特征在于：用简单的自组装、光诱导及原位还原的方法制得有序排列的金纳米薄膜，结合拉曼光谱技术，构建对农药2,4-D的定量检测体系。2.根据权利要求1所述的一种基于金纳米薄膜SERS技术的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)农药的检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：步骤1)空气-水界面介孔二氧化硅的制备：在酸性条件下的盐酸水溶液中，将十六烷基三甲基溴化铵、四甲氧基硅烷和钨磷酸依次搅拌溶解，当上述混合溶液搅拌均匀后，取一定体积上午溶液放入培养皿中并盖上盖子密封，在室温环境下静置一段时间后，在空气-水的界面处生长得到透明的薄膜；步骤2)AuNP的组装：在上述介孔二氧化硅薄膜下注入一定量的HAuCl4，静置一段时间后，薄膜变为淡黄色，用紫外灯辐射后，薄膜变为淡紫色。将得到的淡紫色薄膜用玻璃片轻轻挑出，用去离子水清洗数次后，在室温下干燥，得到介孔金纳米薄膜；步骤3)样品表面增强拉曼光谱SERS的采集：采用免标记的方法检测到农药2,4-D的拉曼特征峰，并与密度泛函数理论的计算的理论拉曼谱峰进行对比，实现了特征拉曼谱峰的归属，从而进一步建立拉曼信号强度和对应农药浓度间的标准曲线。3.根据权利要求2所述的一种基于金纳米薄膜SERS技术的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)农药的检测方法，其特征在于，所述步骤1)的具体过程为，空气-水界面介孔二氧化硅的制备：在ph<2的盐酸水溶液中，将十六烷基三甲基溴化铵、四甲氧基硅烷和钨磷酸依次搅拌溶解，当上述混合溶液搅拌均匀后，取30ml放入培养皿中并盖上盖子密封，在25摄氏度的环境下静置24h后，在空气-水的界面处生长得到透明的薄膜。4.根据权利要求2所述的一种基于金纳米薄膜SERS技术的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)农药的检测方法，其特征在于，所述步骤1)中，采用空气-水界面自主装方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈全胜，许艺，陈敏，程武，李欢欢，欧阳琴，王井井，刘双双，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32