农药残留的比色和/或SERS检测及检测胶体制备方法技术

本发明专利技术公开了一种农药残留的比色和/或SERS检测及检测胶体制备方法，该检测方法包括：制备聚乙烯醇‑金纳米颗粒胶体；建立关于聚乙烯醇‑金纳米颗粒胶体的待检测农药的浓度比色法标准定标曲线；根据浓度比色法标准定标曲线测量待检测果蔬样品中残留的待检测农药的浓度；和/或，采用拉曼光谱仪对滴过聚乙烯醇‑金纳米颗粒胶体的待检测果蔬样品表面进行表面增强拉曼光谱检测，以确认其指纹光谱信息。该制备方法包括：将聚乙烯醇粉末与金纳米颗粒溶液混合得到聚乙烯醇‑金纳米颗粒胶体。通过本发明专利技术，使比色过程稳定可控，从而提高了检测体系的稳定性和准确性；另外提高了灵敏性，实现了原位检测。

Colorimetric and / or sers detection of pesticide residues and preparation of colloid for detection

【技术实现步骤摘要】
农药残留的比色和/或SERS检测及检测胶体制备方法
本专利技术涉及食品安全检测
，特别涉及一种农药残留的比色和/或SERS检测及检测胶体制备方法。
技术介绍
农药已被广泛用于防治病虫害以及调节植物生长中。然而，农药残留对环境有潜在危害，甚至导致健康问题，如神经中毒、肝病、甚至癌症。因此，实现对果蔬中农药残留的原位检测具有重要意义。气相色谱、液相色谱、高效液相色谱和质谱等分析方法已被广泛用于农药残留的检测，这些方法的检测结果具有很高的精度，被认为是黄金标准。但是，上述方法存在一些不足，它们通常昂贵、耗时并且依赖于专业人员。目前，基于金纳米颗粒(AuNPs)溶液的比色法已应用于农药残留的检测中。该方法利用AuNPs的“聚集-分散”实现比色法检测农药分子：农药分子与AuNPs的相互作用(静电吸附作用及化学相互作用)致使分散的AuNPs聚集，从而导致AuNPs的等离子体共振波长向长波长方向移动，伴随AuNPs溶液的颜色由酒红色变为紫色最终变为蓝色。在一定范围内，农药的浓度越大，AuNPs等离子体共振波长的移动和AuNPs溶液颜色的变化越明显。因此，通过对AuNPs等离子体波长的变化和对溶液颜色的观察可以实现对农药浓度的测量。比色法农药测量具有高灵敏检测、快速响应和裸眼可分辨等优点，适用于果蔬表面农药残留可视化的大面积快速检测。但是，基于AuNPs溶液的比色过程通常是快速、强烈的，在不同浓度农药的诱导下，AuNPs溶液由酒红色变为蓝色，一段时间后均呈无色透明的过度聚集状态，很难把握测定时间，从而影响测定精度；此外，大多数比色法是针对试管中的液体样品进行的，不适用于果蔬表面农药残留的原位检测。近年来，表面增强拉曼光谱(SERS)被认为是快速、无损检测分析物的可靠方法，能够获取待测农药分子的“指纹”光谱信息，快速判断农药的种类，具有特异性。在上述比色法大面积可视化测量浓度分布的基础上，SERS可针对某些点进行确认和验证。AuNPs作为具有局域表面等离子体共振特性的纳米材料，是SERS中最常用的增强基底之一。目前已有一些基于AuNPs溶液的比色和SERS结合的研究，然而这些研究中SERS测量的部分均需将待测液体样品转移到镀金载玻片上进行SERS检测，并未实现原位测量。综上所述，目前比色/SERS联用技术在农药检测的中存在的问题是：1.测量对象主要是液体样品，对果蔬(固体)中农药的测量有局限性；2.比色反应剧烈、不可控，很难把握测定时间，影响测定精度；3.没有实现SERS的原位测定。
技术实现思路
本专利技术针对上述现有技术中存在的问题，提出一种农药残留的比色和/或SERS检测及检测胶体制备方法，设计制备了聚乙烯醇-金纳米颗粒胶体(PVA-Au)作为比色和SERS双传感器。聚乙烯醇(PVA)具有光学透明、水溶性强、有粘性等物理特性，PVA粉末与AuNPs溶液混合得到的PVA-Au呈胶体状，能够使比色过程稳定可控，从而提高检测体系的稳定性和准确性；同时易于附着在待测样品表面，使PVA-Au与待测农药分子接触更紧密，从而提高灵敏性，实现原位检测。为解决上述技术问题，本专利技术是通过如下技术方案实现的：本专利技术提供一种农药残留的比色和/或SERS检测方法，其包括以下步骤：S11：制备聚乙烯醇-金纳米颗粒(PVA-Au)胶体；S12：建立关于聚乙烯醇-金纳米颗粒胶体的待检测农药的浓度比色法标准定标曲线；S13：根据浓度比色法标准定标曲线测量待检测果蔬样品中残留的待检测农药的浓度；和/或，采用拉曼光谱仪对滴过聚乙烯醇-金纳米颗粒胶体的待检测果蔬样品表面进行表面增强拉曼光谱检测，以确认其指纹光谱信息，从而确定待检测农药的种类；较佳地，所述S11进一步包括：将聚乙烯醇粉末与金纳米颗粒溶液混合得到聚乙烯醇-金纳米颗粒胶体。较佳地，所述S11进一步包括：S111：将预设容量以及预设浓度的柠檬酸钠溶液加入沸腾的预设容量以及预设浓度的四氯金酸溶液中，继续沸腾预设时间后停止加入；S112：将所述S111得到的溶液冷却至室温后以预设转速离心预设时间，移除上清液，得到金纳米颗粒溶液；S113：将聚乙烯醇粉末加入到所述S112得到的金纳米颗粒溶液中搅拌至均匀混合，得到聚乙烯醇粉末-金纳米颗粒胶体。较佳地，所述聚乙烯醇粉末与金纳米颗粒溶液的质量体积比为5mg：2ml。较佳地，所述S113中将聚乙烯醇粉末加入到所述S112得到的金纳米颗粒溶液中搅拌至均匀混合之后还包括：对均匀混合后的胶体的PH值进行调节至预设PH值。较佳地，所述S113中的对均匀混合后的胶体的PH值进行调节至预设PH值具体为：加入稀HCl或稀HNO3对均匀混合后的胶体的PH值进行调节至预设PH值。较佳地，所述预设PH值为弱酸性，最佳地PH值为5，该PH值下聚乙烯醇粉末-金纳米颗粒胶体分布均匀、且对农药的比色测定更灵敏。较佳地，所述S12具体包括：S121：配置不同浓度的待检测农药溶液，喷洒于果蔬表面，烘干，得到有待检测农药残留的果蔬样品；S122：取预设容量的聚乙烯醇粉末-金纳米颗粒胶体滴在所述S121得到的果蔬样品的表面，反应稳定后，在第一波长以及第二波长的LED光源下，用相机采集果蔬样品表面照片，读取照片的灰度值，根据灰度值计算果蔬样品的反射率；S123：通过第一波长的LED光源照射下得到的反射率与第二波长的LED光源照射下得到的反射率的比值以及待检测农药溶液的浓度之间的关系制作浓度定标曲线。较佳地，所述S122中的所述第一波长以及第二波长的选择方法为：通过测定聚乙烯醇粉末-金纳米颗粒胶体的紫外吸收光谱，发现在待检测农药存在时聚乙烯醇粉末-金纳米颗粒胶体的吸收峰由第一波长向第二波长移动，由此得到第一波长以及第二波长。较佳地，所述S122中所述根据灰度值计算反射率R的方法为：R(λ)＝(G-Gd)/(Gr-Gd)。其中λ为LED的波长，G为LED光源下CCD相机捕获样品图像的灰度值，Gr为同一LED光源下获取参考平面图像的灰度值，Gd为暗室中获取参考平面图像的灰度值。本专利技术还提供一种农药残留的检测胶体制备方法，其包括以下步骤：S81：将聚乙烯醇粉末与纳米金颗粒溶液混合得到聚乙烯醇-金纳米颗粒胶体。较佳地，所述S81进一步包括：S811：将预设容量以及预设浓度的柠檬酸钠溶液加入沸腾的预设容量以及预设浓度的四氯金酸溶液中，继续沸腾预设时间后停止加入；S812：将所述S811得到的溶液冷却至室温后以预设转速离心预设时间，移除上清液，得到金纳米颗粒溶液；S813：将聚乙烯醇粉末加入到所述S812得到的金纳米颗粒溶液中搅拌至均匀混合，得到聚乙烯醇粉末-金纳米颗粒胶体。较佳地，所述聚乙烯醇粉末与金纳米颗粒溶液的质量体积比为5mg：2ml。较佳地，所述S813中将聚乙烯醇粉末加入到所述S812得到的金纳米颗粒溶液中搅拌至均匀混合之后还包括：对均匀混合后的胶体的PH值进行调节至预设PH值。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农药残留的比色和/或SERS检测方法，其特征在于，包括：/nS11：制备聚乙烯醇-金纳米颗粒胶体；/nS12：建立关于聚乙烯醇-金纳米颗粒胶体的待检测农药的浓度比色法标准定标曲线；/nS13：根据浓度比色法标准定标曲线测量待检测果蔬样品中残留的待检测农药的浓度；和/或，采用拉曼光谱仪对滴过聚乙烯醇-金纳米颗粒胶体的待检测果蔬样品表面进行表面增强拉曼光谱检测，以确认其指纹光谱信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种农药残留的比色和/或SERS检测方法，其特征在于，包括：
S11：制备聚乙烯醇-金纳米颗粒胶体；
S12：建立关于聚乙烯醇-金纳米颗粒胶体的待检测农药的浓度比色法标准定标曲线；
S13：根据浓度比色法标准定标曲线测量待检测果蔬样品中残留的待检测农药的浓度；和/或，采用拉曼光谱仪对滴过聚乙烯醇-金纳米颗粒胶体的待检测果蔬样品表面进行表面增强拉曼光谱检测，以确认其指纹光谱信息。


2.根据权利要求1所述的农药残留的比色和/或SERS检测方法，其特征在于，所述S11进一步包括：将聚乙烯醇粉末与金纳米颗粒溶液混合得到聚乙烯醇-金纳米颗粒胶体。


3.根据权利要求2所述的农药残留的比色和/或SERS检测方法，其特征在于，所述S11进一步包括：
S111：将预设容量以及预设浓度的柠檬酸钠溶液加入沸腾的预设容量以及预设浓度的四氯金酸溶液中，继续沸腾预设时间后停止加入；
S112：将所述S111得到的溶液冷却至室温后以预设转速离心预设时间，移除上清液，得到金纳米颗粒溶液；
S113：将聚乙烯醇粉末加入到所述S112得到的金纳米颗粒溶液中搅拌至均匀混合，得到聚乙烯醇粉末-金纳米颗粒胶体。


4.根据权利要求3所述的农药残留的比色和/或SERS检测方法，其特征在于，所述S113中将聚乙烯醇粉末加入到所述S112得到的金纳米颗粒溶液中搅拌至均匀混合之后还包括：对均匀混合后的胶体的PH值进行调节至预设PH值。


5.根据权利要求4所述的农药残留的比色和/或SERS检测方法，其特征在于，所述S113中的对均匀混合后的胶体的PH值进行调节至预设PH值具体为：加入稀HCl或稀HNO3对均匀混合后的胶体的PH值进行调节至预设PH值。


6.根据权利要求4所述的农药残留的比色和/或SERS检测方法，其特征在于，所述预设PH值为弱...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄梅珍，孔丽丽，陈婕，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31