一种用于检测合成色素的SERS基底及拉曼检测方法技术

本发明专利技术公开了一种用于检测合成色素的SERS基底及拉曼检测方法，SERS基底包括基片、设置在基片上的贵金属纳米粒子、修饰在贵金属纳米粒子表面的用于抓取合成色素的修饰层，修饰层由修饰分子组成，修饰分子为选自巯基和氨基取代的C2~C12烃基化合物及其盐中的一种或多种的组合；以及采用上述SERS基底用于检测合成色素的方法；本发明专利技术无需对样品进行前处理，可直接抓取样品中的非法添加物（即人工合成色素）进行检测，进而获得其表面增强拉曼散射图谱，快速高效，而且检测灵敏度高。

A SERS Base and Raman Detection Method for Detecting Synthetic Pigments

The invention discloses a SERS substrate for detecting synthetic pigments and a Raman detection method. The SERS substrate includes a substrate, precious metal nanoparticles arranged on the substrate, a modified layer modified on the surface of precious metal nanoparticles for grabbing synthetic pigments. The modified layer consists of a modified molecule, and the modified molecule is a C2~C12 hydrocarbon compound selected from thiol group and amino substituted group and its salt. One or more combinations; and a method for detecting synthetic pigments by using the SERS substrates mentioned above; the invention can directly detect the illegal additives (i.e. synthetic pigments) in the samples without pretreatment, and obtain the surface enhanced Raman scattering spectra of the samples, which is fast, efficient and highly sensitive.

【技术实现步骤摘要】
一种用于检测合成色素的SERS基底及拉曼检测方法
本专利技术属于检测
，尤其涉及食品中合成色素的检测，具体涉及一种用于检测合成色素的SERS基底及拉曼检测方法。
技术介绍
目前，食品安全越来越引起人们的重视，其中人工合成色素较天然色素价格低廉，不易褪色等优点使得一些非法商贩铤而走险，使用违法添加物的现象屡见不鲜。目前的检测手段大多为高效液相色谱（HPLC），或色谱与质谱联用，分光光度法等。但是大型仪器前处理复杂，耗时长，成本高，不利于快速检测。SERS（表面增强拉曼散射）作为一种高灵敏的检测手段已经广泛用于食品安全，环境分析，毒品和爆炸物等领域。再加上近年来便携式，手持式拉曼光谱仪的快速发展，SERS可以作为现场快速检测的手段。基于此，现有技术中有人提出了以表面增强拉曼光谱作为检测技术手段检测合成色素，例如中国专利CN108693297A，其公开了一种薄层色谱技术与表面增强拉曼光谱技术联用检测人工合成色素的方法；此专利制备一种银纳米棒阵列表面增强拉曼散射基底，然后再结合薄层色谱技术作为快速的前处理技术进行检测，可用于人工合成色素的分离和检测，可知此专利虽然利用了表面增强拉曼光谱技术进行了人工合成色素的检测，但其需要对检测物进行前处理，仍然不符合对快速检测的较高要求，检测耗时长以及检测速度仍较慢。因此，本领域的技术人员亟待寻求一种能够快速检测食品中人工合成色素的检测方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，提供一种改进的用于检测合成色素的SERS基底，采用改进后的SERS基底无需对样品进行前处理，可直接抓取样品中的非法添加物（即人工合成色素）进行检测，进而获得其表面增强拉曼散射图谱，不仅快速高效，而且检测灵敏度高。为解决以上技术问题，本专利技术采取的一种技术方案如下：一种用于检测合成色素的SERS基底，所述SERS基底包括基片和设置在所述基片上的贵金属纳米粒子，所述SERS基底还包括修饰在所述贵金属纳米粒子表面的用于抓取合成色素的修饰层，所述修饰层由修饰分子组成，所述修饰分子为选自巯基和氨基取代的C2~C12烃基化合物及其盐中的一种或多种的组合。本专利技术中，所述的合成色素包括日落黄、柠檬黄、苋菜红、亮蓝、胭脂红、诱惑红等。本专利技术中，所述的修饰是指通过化学键连接的方法使修饰分子连接在贵金属纳米粒子上，例如共价键连接。根据本专利技术的一些优选方面，所述修饰分子为直链烃基化合物，巯基和氨基分别位于所述直链烃基化合物的两端。根据本专利技术的一些具体且优选的方面，所述修饰分子为选自对巯基苯胺及其盐酸盐、巯基乙胺及其盐酸盐、3-巯基-1-丙胺及其盐酸盐、4-巯基-1-丁胺及其盐酸盐、5-巯基-1-戊胺及其盐酸盐、2-甲基-2-巯基丙胺及其盐酸盐中的一种或多种。根据本专利技术的一些优选方面，所述基片上设置有多个凹坑，每个所述凹坑内分别自组装有所述的贵金属纳米粒子；其中，可采用纳米压印、等离子刻蚀、紫外刻蚀、化学蚀刻、激光蚀刻、机械钻孔、机械冲压或电化学法制取所述凹坑。根据本专利技术的一些具体方面，所述自组装的方法包括将含有贵金属纳米粒子的分散液滴加、旋涂、打印、注射或喷涂到所述的基片表面，或者，将所述的基片表面浸入所述的贵金属纳米粒子的分散液中，通过挥发去除所述的分散液的溶剂。上述浸入的方式有多种，例如，将基片全部浸入分散液中，取出基片，进行溶剂的挥发；或者，将基片的表面浸入分散液中，取出基片进行溶剂的挥发；或者，在基片表面滴加一层分散液，然后进行溶剂的挥发。上述旋涂指的是通过设备将分散液旋转涂抹在所述基片表面。根据本专利技术的一些优选方面，所述凹坑的深度范围为30nm~500nm，口部直径范围为50nm~500nm。根据本专利技术的一些优选方面，所述凹坑的密度为108~1010个/cm2，相邻二个所述凹坑之间的最小间隔距离为1~50nm，优选为5~50nm，更优选为10~30nm。根据本专利技术的一些优选方面，每个所述凹坑具有2~15个所述贵金属纳米粒子，优选具有3~6个。根据本专利技术的一些优选方面，所述贵金属纳米粒子的粒径为2nm~800nm，优选为30nm~120nm。根据本专利技术的一些优选方面，所述SERS基底包括至少两种规格的贵金属纳米粒子，所述两种规格的贵金属纳米粒子为在元素组成、粒径和形状中具有至少一种规格不同。根据本专利技术的一些具体且优选的方面，所述的贵金属纳米粒子为选自纳米尺寸的金粒子和/银粒子等。根据本专利技术的一些优选方面，所述SERS基底包括至少两种类型的凹坑，所述两种类型的凹坑为在凹坑口部直径、凹坑间距、凹坑深度中具有至少一种规格不同。根据本专利技术的一些优选方面，所述凹坑间距相差在0-500nm。本专利技术中，所述凹坑间距是指相邻二个凹坑之间的最小间隔距离，更具体指的是一个凹坑上边缘上的任意点与相邻的一个凹坑上边缘上的任意点之间存在的多个距离中最小的距离。凹坑口部直径指的是凹坑上边缘上的任意两点之间的多个距离中的最大的距离，当凹坑的上边缘围成的面呈圆形时，凹坑口部直径为该圆形的直径；当凹坑的上边缘围成的面呈方形时，凹坑口部直径为该方形的对角线；当凹坑的上边缘围成的面为三角形时，凹坑口部直径为该三角形的最长边；当凹坑的上边缘围成的面呈椭圆形时，凹坑口部直径为该椭圆的长轴。根据本专利技术的一些具体且优选的方面，在进行修饰前对所述SERS基底进行疏水处理。本专利技术中，采用的疏水处理可以采用本领域常用的疏水修饰方法。根据本专利技术的一些优选方面，所述基片的上表面积为4-400mm2；更优选地，所述基片的上表面积为16-100mm2；进一步优选地，所述基片的上表面积为16-36mm2。根据本专利技术的一些具体方面，所述基片为无机基材、有机基材或者无机/有机复合基材，具体可以为玻璃、硅片、塑料、聚四氟乙烯材料、聚苯乙烯材料、金属、金属氧化物等，优选氧化铝、氧化钛、硅等。本专利技术提供的又一技术方案：一种合成色素的拉曼检测方法，所述拉曼检测方法包括如下步骤：采用上述所述的SERS基底，将所述SERS基底或所述SERS基底的表面浸于样品液体中5-30min，取出SERS基底，有机溶剂清洗后干燥，在拉曼仪器上进行检测。根据本专利技术的一些优选方面，所述拉曼检测方法中，所述样品液体的温度为2℃-80℃。在本专利技术的一些具体实施方式中，所述拉曼检测方法中，当样品为液体时，将所述SERS基底或所述SERS基底的表面直接浸在液体状的样品中进而抓取样品中含有的合成色素；当样品为固体或膏状时，先将样品分散于分散溶剂中制成分散溶液，然后将所述SERS基底或所述SERS基底的表面直接浸在所述分散溶液中进而抓取样品中含有的合成色素。由于以上技术方案的采用，本专利技术与现有技术相比具有如下优点：本专利技术通过采用特定的分子对SERS基底进行修饰，进而赋予了所得修饰型SERS基底直接抓取样品中的非法添加物（即人工合成色素）的能力，从而实现不需要对待测物前处理的优点，精简了现场实际操作检测步骤，进而可快速获得其表面增强拉曼散射图谱，快速高效，还兼具检测灵敏度高的优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测合成色素的SERS基底，所述SERS基底包括基片和设置在所述基片上的贵金属纳米粒子，其特征在于，所述SERS基底还包括修饰在所述贵金属纳米粒子表面的用于抓取合成色素的修饰层，所述修饰层由修饰分子组成，所述修饰分子为选自巯基和氨基取代的C2~C12烃基化合物及其盐中的一种或多种的组合。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测合成色素的SERS基底，所述SERS基底包括基片和设置在所述基片上的贵金属纳米粒子，其特征在于，所述SERS基底还包括修饰在所述贵金属纳米粒子表面的用于抓取合成色素的修饰层，所述修饰层由修饰分子组成，所述修饰分子为选自巯基和氨基取代的C2~C12烃基化合物及其盐中的一种或多种的组合。2.根据权利要求1所述的SERS基底，其特征在于，所述修饰分子为直链烃基化合物，巯基和氨基分别位于所述直链烃基化合物的两端。3.根据权利要求1所述的SERS基底，其特征在于，所述修饰分子为选自对巯基苯胺及其盐酸盐、巯基乙胺及其盐酸盐、3-巯基-1-丙胺及其盐酸盐、4-巯基-1-丁胺及其盐酸盐、5-巯基-1-戊胺及其盐酸盐、2-甲基-2-巯基丙胺及其盐酸盐中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的SERS基底，其特征在于，所述基片上设置有多个凹坑，每个所述凹坑内分别自组装有所述的贵金属纳米粒子。5.根据权利要求4所述的SERS基底，其特征在于，所述凹坑的深度范围为30nm~500nm，口部直径范围为50nm~500nm；所述凹坑的密度为108~1010个/cm2，相邻二个所述凹坑之间的最...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海龙，郭清华，马从乔，
申请(专利权)人：苏州天际创新纳米技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32