面向农药残留的SERS基底制备方法及检测方法技术

本发明专利技术特别涉及一种面向农药残留的SERS基底制备方法，A、利用种子生长法制备金纳米棒溶液；B、将金纳米棒溶液与丙氨酸溶液以一定比例混合后静置，得到丙氨酸修饰的金纳米棒溶液；C、将已修饰溶液分别置于不同酸碱环境下，得到不同电性的丙氨酸修饰金纳米棒溶液；D、将不同电性的丙氨酸修饰金纳米棒溶液涂抹在衬底上得到不同电性的SERS基底；并公开了利用该基底进行检测的方法。这里提出一种新的基底材料制备方法，相比其他传统方法，其所制备的基底材料对残留农药分子的吸附效果更强，检测的灵敏度和准确率更高；不同电性的基底材料，可以有针对的采用不同电性基底检测不同电性的残留农药，扩大检测范围，更有针对性。

【技术实现步骤摘要】
面向农药残留的SERS基底制备方法及检测方法
本专利技术涉及农药残留检测
，特别涉及一种面向农药残留的SERS基底制备方法及检测方法。
技术介绍
农药的不合理使用会导致农药残留超标，农药残留检测对保障农产品品质，避免侵害具有重要意义。常用检测方法有气相色谱法、酶抑制法和红外光谱法等，它们都存在各自的缺点，比如检测周期长，花费较大；检测准确率过低；可依赖性低等。表面增强拉曼光谱(Surface-EnhancedRamanScattering,SERS)，通过强度提高103～106的拉曼光谱来解析物质，具有环境影响小和检测快速等优势。SERS基底决定着检测结果，其中带电基底材料对相异电性农药分子的检测效果较为突出。农田中常混合使用多种农药，农药残留分子的电性不能确定，使用单一电性的增强基底材料难以收获良好的SERS信号。同时，SERS基底阵列的构筑同样关系到检测效果，如溶胶湿态组装、干态成膜或者液液界面组装等。因此，设计一种双电性SERS基底材料制备方法及增强阵列构筑装置将极大改善农药残留的检测。
技术实现思路
本专利技术的首要目的在于提供一种面向农药残留的SERS基底制备方法，实现对不同电性农药分子的快速检测。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种面向农药残留的SERS基底制备方法，包括如下步骤：A、利用种子生长法制备金纳米棒溶液；B、将金纳米棒溶液与丙氨酸溶液以一定比例混合后静置，得到丙氨酸修饰的金纳米棒溶液；C、将已修饰溶液分别置于不同酸碱环境下，得到不同电性的丙氨酸修饰金纳米棒溶液；D、将不同电性的丙氨酸修饰金纳米棒溶液涂抹在衬底上得到不同电性的SERS基底。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：这里提出一种新的基底材料制备方法，相比其他传统方法，其所制备的基底材料对残留农药分子的吸附效果更强，检测的灵敏度和准确率更高；不同电性的基底材料，可以有针对的采用不同电性基底检测不同电性的残留农药，扩大检测范围，更有针对性。本专利技术的另一个目的在于提供一种面向农药残留的检测方法，能够准确的检测不同电性的农药残留浓度。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案为：一种包括前述面向农药残留的SERS基底的农药残留检测方法，包括如下步骤：S100、按照步骤A-D制备两种电性的SERS基底，然后将待测溶液滴到两种SERS基底上；S200、利用拉曼光谱仪采集反应后基底的拉曼光谱；S300、将得到的光谱数据折叠转换成二维方形数组；S400、将两个二维方形数组分别输入农药残留检测模型中，得到两个浓度值；S500、取用较大浓度值作为待检测农药的最终浓度并输出。与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：这里通过采集与两种电性的SERS基底反应后的拉曼光谱数据，再通过训练好的网络模型对光谱数据进行识别得到浓度值，再选择其中较为准确的浓度值，保证检测结果的准确性，且检测之前无需判断待测农药的电性，适用性广。附图说明图1是本专利技术的检测原理图；图2是本专利技术中涂抹装置的结构示意图；图3是本专利技术中涂抹装置的爆炸状态示意图；图4是本专利技术中涂抹装置的部分部件剖视图；图5是本专利技术中涂抹装置的伸缩头立体结构示意图。图6是网络模型的结构图。具体实施方式下面结合图1至图6，对本专利技术做进一步详细叙述。参阅图1，一种面向农药残留的SERS基底制备方法，包括如下步骤：A、利用种子生长法制备金纳米棒溶液；B、将金纳米棒溶液与丙氨酸溶液以一定比例混合后静置，得到丙氨酸修饰的金纳米棒溶液；C、将已修饰溶液分别置于不同酸碱环境下，得到不同电性的丙氨酸修饰金纳米棒溶液；D、将不同电性的丙氨酸修饰金纳米棒溶液涂抹在衬底上得到不同电性的SERS基底。这里提出一种新的基底材料制备方法，相比其他传统方法，其所制备的基底材料对残留农药分子的吸附效果更强，检测的灵敏度和准确率更高；不同电性的基底材料，可以有针对的采用不同电性基底检测不同电性的残留农药，扩大检测范围，更有针对性。金纳米棒溶液的制备方法有很多，本专利技术中具体地，所述的步骤A中，包括如下步骤：A1、向容器中分别加入浓度为0.25mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液、浓度为0.01mol/L的氯金酸溶液以及浓度为0.02mol/L的硼氢化钠溶液，三种溶液的体积比为(39-41):3:3，搅拌2-3分钟后恒温静置3-4小时，得到棕黄色的种子溶液；A2、向另一个容器中加入浓度为0.2mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液和浓度为0.01mol/L的氯金酸溶液，然后加入浓度为0.01mol/L的硝酸银溶液，三种溶液的体积比为(100-200):20:3，充分搅拌反应得到黄色的混合溶液；A3、向步骤A2中得到的混合溶液中添加浓度为0.01mol/L的抗坏血酸溶液，抗坏血酸溶液与步骤A2中硝酸银溶液的体积比为10:11，搅拌后得到无色生长液；A4、将步骤A3中的生长液与步骤A1中的种子溶液按照体积比400:1进行混合，混合后再以7500-8000rpm离心5-10min得到金纳米棒溶液。通过以上步骤，可以合成出较为理想的金纳米棒溶液，且合成过程比较方便。进一步地，所述的步骤B中，包括如下步骤：B1、将步骤A4得到的金纳米棒溶液使用水洗加离心的操作进行清洁，去除残留的十六烷基三甲基溴化铵溶液；B2、将金纳米棒溶液和丙氨酸溶液按照体积比6:1进行混合，然后搅拌15-20分钟后静置2-3小时；B3、将静置后的溶液经过3800-4200rpm的超声离心去除上方清液后用水洗涤，得到丙氨酸修饰的金纳米棒溶液。通过将丙氨酸溶液和金纳米棒溶液进行混合反应，可方便的合成出丙氨酸修饰的金纳米棒溶液，以方便后续的反应。进一步地，所述的步骤C中，包括如下步骤：C1、取两个容器，分别向其中加入一定体积的步骤B3得到的丙氨酸修饰的金纳米棒溶液；C2、向其中一个容器中加入0.1mol/L的NaOH溶液，将溶液的pH调至8即可得到带负电的丙氨酸修饰金纳米棒溶液；C3、向另一个容器中加入0.1mol/L的HCl溶液，将溶液的pH调至5即可得到带正电的丙氨酸修饰金纳米棒溶液。通过以上步骤，可以方便的得到两种电性丙氨酸修饰的金纳米棒溶液，这样，将其涂抹在衬底上以后，就可以得到不同电性的SERS基底。参阅图2，为了便于将不同电性的丙氨酸修饰的金纳米棒溶液涂抹在衬底上，本专利技术中优选地，所述的步骤D中，通过如下装置将不同电性的丙氨酸修饰金纳米棒溶液涂抹在衬底上：该装置包括外壳100，所述的外壳100端部设置有出液口，外壳100内容纳有储液单元200和中枢管300，中枢管300的两端分别连接储液单元200和出液口用于将储液单元200中存储的溶液导出，导出液口处设置有伸缩头400，伸缩头400伸出时出液口封闭，伸缩头400缩回时出液口打开。通过设置储液单元200，可以方便的添加溶液，中枢管300方便将储液单元200中的溶液导至至出液口从而方便的在基板上进行涂抹实现SERS基底的制作，伸缩头400的设置，可以在不涂抹的时候关闭出液口，并且方便涂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向农药残留的SERS基底制备方法，其特征在于：包括如下步骤：/nA、利用种子生长法制备金纳米棒溶液；/nB、将金纳米棒溶液与丙氨酸溶液以一定比例混合后静置，得到丙氨酸修饰的金纳米棒溶液；/nC、将已修饰溶液分别置于不同酸碱环境下，得到不同电性的丙氨酸修饰金纳米棒溶液；/nD、将不同电性的丙氨酸修饰金纳米棒溶液涂抹在衬底上得到不同电性的SERS基底。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向农药残留的SERS基底制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
A、利用种子生长法制备金纳米棒溶液；
B、将金纳米棒溶液与丙氨酸溶液以一定比例混合后静置，得到丙氨酸修饰的金纳米棒溶液；
C、将已修饰溶液分别置于不同酸碱环境下，得到不同电性的丙氨酸修饰金纳米棒溶液；
D、将不同电性的丙氨酸修饰金纳米棒溶液涂抹在衬底上得到不同电性的SERS基底。


2.如权利要求1所述的面向农药残留的SERS基底制备方法，其特征在于：所述的步骤A中，包括如下步骤：
A1、向容器中分别加入浓度为0.25mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液、浓度为0.01mol/L的氯金酸溶液以及浓度为0.02mol/L的硼氢化钠溶液，三种溶液的体积比为(39-41):3:3，搅拌2-3分钟后恒温静置3-4小时，得到棕黄色的种子溶液；
A2、向另一个容器中加入浓度为0.2mol/L的十六烷基三甲基溴化铵溶液和浓度为0.01mol/L的氯金酸溶液，然后加入浓度为0.01mol/L的硝酸银溶液，三种溶液的体积比为(100-200):20:3，充分搅拌反应得到黄色的混合溶液；
A3、向步骤A2中得到的混合溶液中添加浓度为0.01mol/L的抗坏血酸溶液，抗坏血酸溶液与步骤A2中硝酸银溶液的体积比为10:11，搅拌后得到无色生长液；
A4、将步骤A3中的生长液与步骤A1中的种子溶液按照体积比400:1进行混合，混合后再以7500-8000rpm离心5-10min得到金纳米棒溶液。


3.如权利要求2所述的面向农药残留的SERS基底制备方法，其特征在于：所述的步骤B中，包括如下步骤：
B1、将步骤A4得到的金纳米棒溶液使用水洗加离心的操作进行清洁，去除残留的十六烷基三甲基溴化铵溶液；
B2、将金纳米棒溶液和丙氨酸溶液按照体积比6:1进行混合，然后搅拌15-20分钟后静置2-3小时；
B3、将静置后的溶液经过3800-4200rpm的超声离心去除上方清液后用水洗涤，得到丙氨酸修饰的金纳米棒溶液。


4.如权利要求3所述的面向农药残留的SERS基底制备方法，其特征在于：所述的步骤C中，包括如下步骤：
C1、取两个容器，分别向其中加入一定体积的步骤B3得到的丙氨酸修饰的金纳米棒溶液；
C2、向其中一个容器中加入0.1mol/L的NaOH溶液，将溶液的pH调至8即可得到带负电的丙氨酸修饰金纳米棒溶液；
C3、向另一个容器中加入0.1mol/L的HCl溶液，将溶液的pH调至5即可得到带正电的丙氨酸修饰金纳米棒溶液。


5.如权利要求1所述的面向农药残留的SERS基底制备方法，其特征在于：所述的步骤D中，通过如下装置将不同电性的丙氨酸修饰金纳米棒溶液涂抹在衬底上：该装置包括外壳(100)，所述的外壳(100)端部设置有出液口，外壳(100)内容纳有储液单元(200)和中枢管(300)，中枢管(300)的两端分别连接储液单元(200)和出液口用于将储液单元(200)中存储的溶液导出，导出液口处设置有伸缩头(400)，伸缩头(400)伸出时出液口封闭，伸缩头(400)缩回时出液口打开。


6.如权利要求5所述的面向农药残留的SERS基底制备方法，其特征在于：所述的外壳(100)包括第一壳体(110)和第二壳体(120)分别用于容纳储液单元(200)和中枢管(300)，第一壳体(110)为圆管状，第二壳体(120)设置有两个且分别通过螺纹连接在第一壳体(110)的两...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁士状，陶文韬，汤乐，张雪艳，郑玲，黄林生，赵晋陵，张东彦，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34