一种基于增强拉曼光谱技术的二噁英类污染物快速检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于增强拉曼光谱技术的二噁英类污染物快速检测方法，包括，配置标准溶液，并根据标准溶液进行稀释形成储备液，同时不含检测物质的空白溶液，采用便携式拉曼光谱仪采集标准溶液和空白溶液的拉曼信息，确定特征峰；将增强粒子、团聚剂和储备液加入至检测池中混合均匀，采用便携式拉曼光谱仪采集拉曼信息，得到特征峰信息，并录入至拉曼光谱仪谱库中；实际检测时，将增强粒子、团聚剂和样品加入至检测池中混合均匀，采用便携式拉曼光谱仪采集拉曼信息，根据待测物特征峰来检测样品中待测物的浓度。本发明专利技术能够利用便携式拉曼光谱仪，辅以拉曼信息比对法来实现了现场快速检测，并且在增强粒子和团聚剂作用下优化拉曼条件，提升了检测限。

A rapid detection method of dioxin based on enhanced Raman spectroscopy

The invention discloses a rapid detection method of dioxin pollutants based on the enhanced Raman spectrum technology, which comprises the following steps: preparing standard solution, diluting according to the standard solution to form a stock solution, and blank solution without detection substance at the same time, collecting the Raman information of standard solution and blank solution by a portable Raman spectrometer, and determining the characteristic peak; enhancing particles and aggregators And the stock solution are added into the detection pool to mix evenly, and the Raman information is collected by the portable Raman spectrometer to get the characteristic peak information, which is recorded into the Raman spectrometer spectrum library; in the actual detection, the enhanced particles, agglomerators and samples are added into the detection pool to mix evenly, and the Raman information is collected by the portable Raman spectrometer, and the samples are detected according to the characteristic peak of the objects to be tested The concentration of the measured substance. The invention can realize on-site rapid detection by using a portable Raman spectrometer and the Raman information comparison method, and optimize the Raman conditions under the action of enhanced particles and agglomerators, so as to improve the detection limit.

【技术实现步骤摘要】
一种基于增强拉曼光谱技术的二噁英类污染物快速检测方法
本专利技术属于检测领域，具体涉及一种基于增强拉曼光谱技术的二噁英类污染物快速检测方法。
技术介绍
二噁英通常指具有相似结构和理化特性的一组多氯取代的平面芳烃类化合物，属氯代含氧三环芳烃类化合物，包括75种多氯代二苯并一对一二噁英和135种多氯代二苯并呋哺。二噁英系一类剧毒物质，其毒性相当于人们熟知的剧毒物质氰化物的130倍、砒霜的900倍。大量的动物实验表明，很低浓度的二噁英就对动物表现出致死效应。二噁英还可能导致胎儿生长不良、男子精子数明显减少等，它侵人人体的途径包括饮食、空气吸入和皮肤接触。一些专家指出：人类暴露予含二噁英污染的环境中，可能引起男性生育能力丧失、不育症、女性青春期提前、胎儿及哺乳期婴儿疾患、免疫功能下降、智商降低、精神疾患等，有致死作用和“消瘦综合征”、胸腺萎缩、免疫毒性、肝脏毒性、氯痤疮、生殖毒性、发育毒性和致畸性、致癌性。因此，开展二噁英快速检测是非常有意义的。二噁英的检测属于痕量分析，由于环境基体非常复杂，检测二噁英类化合物显得格外艰巨，是现代分析化学的难点。目前国际上采用较多的检测二噁英类的方法是色谱法，尤其是高分辨气相色谱结合高分辨质谱联用技术。该方法需要复杂的样品前处理过程，测试周期较长，并且要求有精密的仪器、良好的实验环境、经过专业训练的操作人员及定性、定量用的标准样品等，用该法检测二噁英类的费用高。表面增强拉曼光谱技术(SERS)对检测样品的需要量少，对样品无破坏性，而且灵敏度高的优点，使其广泛应用于材料检测、环境检测、化学分析及生物试样等方面的定性检测。但是采用表面增强拉曼光谱技术来检测二噁英类污染物的方法的研究却鲜有报道。为解决这一问题，公开号为201310352713.X的中国专利技术专利公开了一种痕量二噁英的快速检测方法，利用甲基纤维素、柠檬酸钠、银氨溶液为原料，制备检测用的Ag基SERS基底。实际应用时，需将待测二噁英样品与所制备的Ag溶胶混合，然后通过离心进行分离，再进行检测。然而，由于Ag基SERS基底存在稳定性差、易被氧化等缺点，很快便会失去SERS活性导致无法实现二噁英拉曼信号的增强(一般几个小时之内便会失活)，严重地限制了该方法在实际检测中的应用。另外该方法需要引入甲基纤维素稳定银纳米粒子并实现二噁英在纳米粒子表面的吸附，但甲基纤维素本身也具有丰富的拉曼信号并会显著干扰二噁英的检测。同时，该方法操作复杂，只适合用实验室检测，无法满足现场快速检测需求。因此，急需开发一种检测二噁英类污染物浓度的SERS方法，能够在室外快速检测二噁英类污染物浓度，且能够解决拉曼光谱特征峰信号弱，检测稳定性不佳等问题。
技术实现思路
针对现有技术中的问题，本专利技术提供一种基于增强拉曼光谱技术的二噁英类污染物快速检测方法，能够利用便携式拉曼光谱仪，辅以拉曼信息比对法来实现了现场快速检测，并且在增强粒子和团聚剂作用下优化拉曼条件，提升了检测限。为实现以上技术目的，本专利技术的技术方案是：一种基于增强拉曼光谱技术的二噁英类污染物快速检测方法，包括如下步骤：步骤1，配置待检测物质标准溶液，并根据标准溶液进行稀释形成储备液，同时不含检测物质的空白溶液，采用便携式拉曼光谱仪采集标准溶液和空白溶液的拉曼信息，确定特征峰；步骤2，将增强粒子、团聚剂和储备液以1:1:1的配比加入至检测池中混合均匀，采用便携式拉曼光谱仪采集拉曼信息，得到特征峰信息；步骤3，将增强粒子、团聚剂和样品以1:1:1的配比加入至检测池中混合均匀，采用便携式拉曼光谱仪采集拉曼信息，根据待测物特征峰的相应信息来计算出样品中待测物的浓度；所述团聚剂采用1MNaOH、1MHCl和1MNaCl溶液中的一种。所述步骤1中的标准溶液和空白溶液在拉曼光谱仪检测前均加入55nm的金粒子和1MNaCl溶液。所述步骤2中的增强粒子采用金纳米粒子。所述步骤2中金纳米粒子的制备方法如下：步骤a，将氯金酸溶液加入至超纯水中充分混合，高速搅拌煮沸；步骤b，将柠檬酸钠溶液快速加入至步骤a中的氯金酸溶液中，继续搅拌煮沸反应30min，冷却后金纳米粒子。所述金纳米粒子的粒径为16nm、45nm、55nm中的一种。所述金纳米粒子的粒径的选择方法如下：将已知浓度的储备液与金纳米粒子充分混合均匀，加入至检测池中，利用便携式拉曼光谱仪采集拉曼信息，并做好空白比对，根据拉曼谱图找出最佳的金纳米粒子，确定金纳米粒子的粒径。所述团聚剂的选择方法如下：200μL50μg/L的储备液、200μL金纳米粒子和200μL团聚剂于干净的检测池中混合均匀，采用便携式拉曼光谱仪采集拉曼信息，并做好空白比对，根据拉曼谱图找出最佳的团聚剂。将步骤1中的标准溶液的助剂稀释，且浓度为100μg/L、80μg/L、60μg/L、40μg/L、20μg/L、10μg/L、5μg/L和1μg/L，然后分别采用便携式拉曼光谱仪采集特征峰的拉曼信息，根据检测到的特征峰来确定检测限。本专利技术采用拉曼光谱比对法，利用增强纳米粒子与团聚剂的结合，有效的解决了拉曼光谱检测限低的问题，大大提高了检测灵敏度。相比传统二噁英的检测技术，该方法显著缩短了测试时间，也降低了识别二噁英类物质的检测成本，并可排除其它物质的干扰，实现了二噁英类物质的现场快速检测。本专利技术利用增强粒子和团聚剂的联合作用，优化了拉曼条件，并在最优的团聚剂和增强粒子作用下，实现了待测物的快速检测，也提高了检测限。本专利技术利用柠檬酸钠还原法有效地控制金增强粒子的粒径，并且利用储备液中待测物和纳米粒子的结合，对标准样品的拉曼检测结果进行比较，确定了金纳米粒子的最佳粒径，实现了增强拉曼粒子的优化。本专利技术利用拉曼光谱比对法，利用酸、碱和盐的角度来配合储备液模拟待测液的情况，并且利用模拟的拉曼光谱信息来确定合适的团聚剂。本专利技术采用检测模拟法来确定增强纳米粒子的粒径和团聚剂的种类，能够将待测溶液的检测条件调节至最佳，实现了检测限的提升。本专利技术提供的检测方法能够利用便携式拉曼光谱仪，辅以拉曼信息比对法来实现了现场快速检测，并且在增强粒子和团聚剂作用下优化拉曼条件，提升了检测限。附图说明图1是二噁英类物质的SERS光谱图，a、b、c和d分别对应2,8-二氯二苯并-对-二噁英、2,3,7-三氯二苯并-对-二噁英、1,2,3,7,8-五氯二苯并-对-二噁英和1,2,4,7,8-五氯二苯并-对-二噁英；图2是2,8-二氯二苯并-对-二噁英在增强粒子条件下的SERS光谱图，a、b和c分别对应的粒子粒径为16nm、45nm、55nm；图3是2,8-二氯二苯并-对-二噁英在不同团聚剂条件下的SERS光谱图，a、b和c分别对应的团聚剂为1MNaOH、1MHCl和1MNaCl；图4是不同浓度下的2,8-二氯二苯并-对-二噁英SERS光谱图；具体实施方式结合图1至图4，详细说明本专利技术的一个具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于增强拉曼光谱技术的二噁英类污染物快速检测方法，其特征在于：包括如下步骤：/n步骤1，配置待检测物质标准溶液，并根据标准溶液进行稀释形成储备液，同时不含检测物质的空白溶液，采用便携式拉曼光谱仪采集标准溶液和空白溶液的拉曼信息，确定特征峰；/n步骤2，将增强粒子、团聚剂和储备液以1:1:1的配比加入至检测池中混合均匀，采用便携式拉曼光谱仪采集拉曼信息，得到特征峰信息；/n步骤3，将增强粒子、团聚剂和样品以1:1:1的配比加入至检测池中混合均匀，采用便携式拉曼光谱仪采集拉曼信息，根据待测物特征峰的相应信息来计算出样品中待测物的浓度；/n所述团聚剂采用1M NaOH、1M HCl和1M NaCl溶液中的一种。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于增强拉曼光谱技术的二噁英类污染物快速检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1，配置待检测物质标准溶液，并根据标准溶液进行稀释形成储备液，同时不含检测物质的空白溶液，采用便携式拉曼光谱仪采集标准溶液和空白溶液的拉曼信息，确定特征峰；
步骤2，将增强粒子、团聚剂和储备液以1:1:1的配比加入至检测池中混合均匀，采用便携式拉曼光谱仪采集拉曼信息，得到特征峰信息；
步骤3，将增强粒子、团聚剂和样品以1:1:1的配比加入至检测池中混合均匀，采用便携式拉曼光谱仪采集拉曼信息，根据待测物特征峰的相应信息来计算出样品中待测物的浓度；
所述团聚剂采用1MNaOH、1MHCl和1MNaCl溶液中的一种。


2.根据权利要求1所述的基于增强拉曼光谱技术的二噁英类污染物快速检测方法，其特征在于：所述步骤1中的标准溶液和空白溶液在拉曼光谱仪检测前均加入55nm的金粒子和1MNaCl溶液。


3.根据权利要求1所述的基于增强拉曼光谱技术的二噁英类污染物快速检测方法，其特征在于：所述步骤2中的增强粒子采用金纳米粒子。


4.根据权利要求3所述的基于增强拉曼光谱技术的二噁英类污染物快速检测方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：程芳芳，孙燕娜，
申请(专利权)人：绍兴谱分科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33