一种利用表面增强拉曼柔性基底检测有机磷的方法技术

本发明专利技术提供了一种利用表面增强拉曼柔性基底检测有机磷的方法，属于光谱分析技术领域。所述检测方法为：将氨基化PDMS膜与AuNSs通过自组装方式得到AuNSs/PDMS基底，将所述基底与有机磷溶液进行反应，待反应结束将AuNSs/PDMS基底晾干，检测所述基底在785nm激光激发下的拉曼光谱信号强度，进行定性或定量检测。进行定性或定量检测。进行定性或定量检测。

【技术实现步骤摘要】
一种利用表面增强拉曼柔性基底检测有机磷的方法


[0001]本专利技术属于光谱分析
，尤其涉及一种利用表面增强拉曼柔性基底检测有机磷农药的方法。

技术介绍

[0002]现代农业发展进程中，由于农药的滥用，导致其在农产品和环境中存在大量残留物，对生态系统和人类健康构成了巨大威胁。有机磷农药(OPs)是目前世界上使用最广泛的三大类农药之一，包括甲基对硫磷(MP)和敌百虫(TCF)等，常用于水稻、马铃薯、小麦等农作物，起到杀虫、杀菌、除草等作用。然而农药的实际利用率大约为15％，大部分农药会残留在环境中，对土壤、海洋、大气和作物造成污染，通过食物链的富集和放大作用在人体内积累，进入人体后易与乙酰胆碱酶相互作用，导致乙酰胆碱的大量积累，破坏神经中枢系统，出现一系列中毒症状，包括震颤、神经错乱、语言失常等，严重时可导致死亡。因此，开发一种可以快速检测表面残留农药的方法具有重要研究意义。
[0003]目前对有机磷农药的检测方法主要有两类，一类是传统的色谱检测法，包括气相色谱(GC)、高效液相色谱(HPLC)和气相色谱
‑
质谱(GC
‑
MS)。这类方法的检测结果准确度高、灵敏度好，但常常依赖于昂贵且复杂的大型仪器，需要专业的工作人员进行操作，而且对样品的分离和提纯等前处理过程要求严格，使得色谱方法难以在现场实时检测中得到应用。另一类检测方法是基于生物的检测技术，包括酶抑制法、免疫分析法等。酶抑制法是利用农药对乙酰胆碱酯酶、丁酰胆碱酯酶和碱性磷酸酶等的抑制作用来对样品中OPs含量进行检测，但结果易受到检测温度、酶活性等环境因素的影响，从而降低了方法的可靠性。免疫分析法(IA)是利用标记抗原和未标记抗原与抗体发生竞争性结合来实现对待测物质的定性或定量分析，但是抗体稳定性较低，难以在长时间内保持良好的活性，而前期制备过程复杂，成本高，限制了免疫分析法在农药测定中的应用。
[0004]拉曼光谱是利用分子对光的非弹性散射，提供关于分子结构和样品化学组成的信息。表面增强拉曼光谱(surface enhanced Raman spectroscopy,SERS)是一种通过增强吸附在银、金、铜等粗糙表面分子拉曼散射效应的光谱技术，由于其灵敏度高，信号均匀性好等优势被应用于生物、化学、医学等各个领域中。许多研究结果表明，SERS增强效应是由电磁增强和化学增强共同作用得到的结果，但电磁增强起主要作用。SERS技术具有指纹识别能力和优异的灵敏性，常被用于食品安全分析检测领域，而SERS技术应用的关键是制备高质量的SERS基底。目前已开发多种刚性基底用于食品安全检测行业，例如硅片，玻璃片，电极和多孔氧化铝等的基底是常见的固相SERS基底，这些材料由于它们的刚性和脆性而无法通过物理擦拭等方法对样品进行简单高效的采集。为了克服这些缺点，柔性基底的开发成为新的研究方向，已被报道的柔性基底大多是以柔性器件(滤纸、砂纸、色谱纸、胶带、棉签等)、柔性聚合物(聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚二甲基硅氧烷和聚氯乙烯等)和柔性碳材料(碳纳米管和石墨烯等)为衬底，如有研究选择实验室滤纸和喷墨打印纸作为纸张SERS基底的衬底，它们具有良好的柔韧性、能与不规则表面充分接触
等优点，可用于目标分析物的提取或原位检测，省去了复杂的前处理过程，大大缩短了整个分析过程需要的时间，有利于SERS技术在现场农残检测中应用。为了快速监控和控制农残的污染源，本研究侧重于开发简单高效及高灵敏度的表面增强拉曼柔性基底。

技术实现思路

[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种利用表面增强拉曼柔性基底检测有机磷的方法。本专利技术中检测方法属于原位检测，节省了大量时间，简化了检测步骤。本专利技术检测方法具有较高灵敏度、可重复。
[0006]一种利用表面增强拉曼柔性基底检测有机磷的方法，包括以下步骤：将氨基化PDMS膜与AuNSs通过自组装方式得到AuNSs/PDMS基底，将所述基底与有机磷溶液进行反应，待反应结束将AuNSs/PDMS基底晾干，检测所述基底在785nm激光激发下的拉曼光谱信号强度，进行定性或定量检测。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，所述AuNSs溶液的浓度为0.5nM
‑
2nM。
[0008]在本专利技术的一个实施例中，所述有机磷溶液浓度为2
‑
120μg/mL。
[0009]在本专利技术的一个实施例中，所述有机磷标准溶液浓度为2
‑
100μg/mL。
[0010]在本专利技术的一个实施例中，所述氨基化PDMS膜通过以下方法制备得到：(1)将PDMS膜放入食人鱼溶液中反应，清洗晾干得到羟基化的PDMS膜；(2)将上述羟基化的PDMS膜浸没于3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)乙醇溶液中进行反应，清洗晾干得到所述氨基化PDMS膜。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述食人鱼溶液为浓硫酸：双氧水体积比为3:1
‑
7:3。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)的乙醇溶液浓度为2
‑
10％。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，进行定量检测时，标准曲线的制备方法如下：取等体积不同浓度的有机磷标准溶液，分别滴在所述AuNSs/PDMS基底表面并晾干，并检测所述基底在785nm激光激发下的拉曼光谱，以有机磷溶液的浓度为横坐标，以特征峰处的拉曼信号强度为纵坐标，建立标准曲线。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述有机磷选自敌百虫、甲基对硫磷、三唑磷、对硫磷、蝇毒磷、地虫硫磷、苯线磷、杀螟硫磷、辛硫磷、灭线磷或二嗪磷。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，敌百虫、甲基对硫磷、三唑磷、对硫磷、蝇毒磷、地虫硫磷、苯线磷、杀螟硫磷、辛硫磷、灭线磷、二嗪磷对应的特征峰分别为757cm
‑1、1342cm
‑1、1408cm
‑1、856cm
‑1、1197cm
‑1、1070cm
‑1、1049cm
‑1、830cm
‑1、1046cm
‑1、1086cm
‑1、1097cm
‑1。
[0016]本专利技术的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
[0017]本专利技术选择了金纳米星(AuNSs)，这种材料与球形或表面更光滑的纳米粒子相比，其表面的多处锐利尖端导致热点密度急剧增加，有着更显著的拉曼增强效果。
[0018]本专利技术选择了聚二甲基硅氧烷(PDMS)薄膜作为衬底制备表面增强拉曼柔性基底。“浸泡”在金纳米星溶胶中利用化学键结合法实现一种新型的SERS基底(AuNSs/PDMS)的制备，基底有着良好的信号均一性、稳定性和灵敏性，可以应用到农药检测中。
[0019]本专利技术在实际应用中，利用聚二甲基硅氧烷良好的柔韧性、可变形性、光学透明和生物相容性等优点，仅需将该基底“覆盖”在被污染的样品表本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用表面增强拉曼柔性基底检测有机磷的方法，其特征在于，包括以下步骤：将氨基化PDMS膜与AuNSs通过自组装方式得到AuNSs/PDMS基底，将所述基底与有机磷溶液进行反应，待反应结束将AuNSs/PDMS基底晾干，检测所述基底在785nm激光激发下的拉曼光谱信号强度，进行定性或定量检测。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述AuNSs的浓度为0.5nM
‑
2nM。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有机磷溶液浓度为2
‑
120μg/mL。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述有机磷溶液浓度为2
‑
100μg/mL。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氨基化PDMS膜通过以下方法制备得到：(1)将PDMS膜放入食人鱼溶液中反应，清洗晾干得到羟基化的PDMS膜；(2)将上述羟基化的PDMS膜浸没于3
‑
氨丙基三乙氧基硅烷的乙醇溶液中进行反应，清洗晾干得到所述氨基化PDMS膜。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述食人鱼溶液为浓硫酸与双氧水的混合溶液，其中浓硫酸与双氧水的体积比为3:1
‑
7:3。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：马小媛，谢洁，陈沛芳，王周平，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：