一种用于真菌毒素检测的柔性纳米增强拉曼散射检测基底及检测方法和应用技术

技术编号:35760381 阅读:13 留言:0更新日期:2022-11-26 19:09
本发明专利技术公开了一种用于真菌毒素检测的柔性纳米增强拉曼散射检测基底及检测方法和应用,所述柔性纳米增强拉曼散射检测基底包括柔性基底;集成到所述柔性基底中的硅片;通过蒸发诱导自组装有序地沉积在所述硅片上的贵金属纳米颗粒,贵金属纳米颗粒在所述硅片上形成粗糙表面;将真菌毒素溶液滴加在所述柔性纳米增强拉曼散射检测基底上,用拉曼光谱仪扫描,对所述真菌毒素进行定性分析。本发明专利技术的柔性纳米增强拉曼散射检测基底对多种真菌毒素都具有较好的检测灵敏度,解决了现有SERS基底只能特异性识别某一种真菌毒素,对其他真菌毒素的检测不具有普适性的问题,且具有便携性的优点,为农业中果蔬现场检测提供了巨大的便利性和可操作性。和可操作性。和可操作性。

【技术实现步骤摘要】
一种用于真菌毒素检测的柔性纳米增强拉曼散射检测基底及检测方法和应用


[0001]本专利技术涉及纳米材料科技以及化学测试分析领域,具体地说涉及一种用于真菌毒素检测的柔性纳米增强拉曼散射检测基底及检测方法和应用。

技术介绍

[0002]表面增强拉曼散射技术(SERS)是一种强有力的分析化学、电化学、催化、医学诊断工具,可以提供非破坏性的、超灵敏的表征,检测极限可以到单分子级别。表面增强拉曼散射技术通过引入金属基底,解决了传统拉曼检测信号微弱的问题,将拉曼检测灵敏度提高了数百万倍,并且具有操作简便、样品准备时间短和无损检测等特点,已经在分析化学、环境监测、食品安全和生命科学领域成为最灵敏的现场检测技术之一。
[0003]现有技术存在的问题在于,一方面,典型的表面增强拉曼散射基底需包含纳米尺度贵金属阵列,其产生的表面等离子体极化共振能够极大增强基底上或基底附近检测物质的拉曼信号。目前,各种微纳制造技术应用于表面增强拉曼散射基底上,例如:电子束光刻、反应离子刻蚀、聚焦离子束刻蚀等等,这些技术受制于仪器昂贵、工艺复杂、生产成本高、需专人操作、有害气体排放等等的弊端,或许并不适用于商业化的大批量生产制造。因此,能够制备简单、成本低、便携同时兼具高灵敏度的表面增强拉曼散射基底,对目前来说仍然充满挑战。随着人们生活水平的提高,农产品的质量要求也越来越严格,对农产品的现场检测的要求越来越高,将表面增强拉曼散射检测应用于农产品检测上成为一种极佳的选择方案。
[0004]中国专利技术专利CN 109916877 A公开了一种柔性表面增强拉曼散射基底及其制备、检测方法。柔性表面增强拉曼散射基底包括柔性透明衬底和表面增强拉曼活性纳米结构;表面增强拉曼活性纳米结构为银纳米结构在刚性衬底上沉积银纳米结构;通过“粘贴&剥离”的方法将活性银纳米结构从刚性衬底转移至柔性衬底表面实现了柔性基底的原位表面增强拉曼分析,克服了常规制备方法活性结构不均匀的缺点。再如中国专利技术专利CN110044869A公开的柔性表面增强拉曼检测基底及其制备方法与制备系统,在基底表面掺杂纳米银颗粒形成凸起结构,以提高检测的精确率和重复性。上述专利制备的柔性表面增强拉曼散射基底仅仅只能用作于果蔬表面的农药残留量的检测中,且便携性不高,限制了柔性表面增强拉曼散射基底在农产品真菌毒素的现场检测中的使用。
[0005]另一方面,果蔬在田间的生长过程以及采摘后的贮存、运输和加工过程中,容易受到病原真菌的感染,导致果蔬腐烂并积累大量真菌毒素。真菌毒素是由真菌产生的次级代谢产物,病变果蔬中主要存在链格孢霉毒素、棒曲霉素、单端孢霉烯毒素等真菌毒素。这些真菌毒素不仅会导致果蔬腐败变质造成果蔬行业的损失,通过食物链进入人体后,还能引起人体代谢紊乱,具有致癌性、致畸性、免疫毒性和神经毒性等毒性效应。因此针对果蔬中的主要真菌毒素开发灵敏可靠的检测方法对果蔬行业的发展及人体的健康具有重要的现实意义。而对于果蔬表面的真菌毒素的现场检测远远比实验室检测具有更重要的意义。
[0006]目前检测果蔬表面真菌毒素的方法有微生物法、薄层色谱法、气相色谱法、高效液相色谱法,免疫法等,上述方法虽然检测结果准确灵敏,但其获取的结果的准确性对设备和操作人员的素质依赖性高,而且单次检测时间很长,主要适用于真菌毒素的实验室精准检测,难以实现现场快速检测。尤其是,真菌毒素本身的拉曼活性较低,采取典型的表面增强拉曼散射基底并不能获的高灵敏度的拉曼信号,现有技术中检测方法中,存在普适性差的问题,也就是对真菌毒素中的某一种进行检测。例如,Enzyme induced molecularly imprinted polymer on SERS substrate for ultrasensitive detection of patulin,Ahalytica Chimica Acta,1101(2020)111

119,Yuanyuan Zhu等将分子印迹聚合物(MIP)和SERS技术结合起来,设计了一种新型的MIP

SERS底物,用于检测水果果汁中的棒曲霉素,该方法可作为一种快速、灵敏的食品样品检测方法。该方法既是局限于特异性识别棒曲霉素,对其他真菌毒素的检测不具有普适性。
[0007]因此,提供一种高灵敏度、携带方便、操作简单的表面增强拉曼散射基底对真菌毒素的检测在果蔬产品的检测中非常有必要。尤其是开发一种普遍适用于果蔬中真菌毒素的现场快速检测方法是迫切需要的。

技术实现思路

[0008]有鉴于此,为解决上述的技术问题,本专利技术提供一种用于真菌毒素检测的柔性纳米增强拉曼散射检测基底及检测方法和应用,具有制备方法简单,携带方便,检测时间短、灵敏度高等特点,尤其是,本专利技术技术方案可实现现场操作,对真菌毒素的检测具有普适性,区别于现有技术中的仅只能针对特异性菌种进行检测的局限性。
[0009]为了达到上述目的,本专利技术提供如下技术方案:
[0010]一种用于真菌毒素检测的柔性纳米增强拉曼散射检测基底,所述柔性纳米增强拉曼散射检测基底包括柔性基底;集成到所述柔性基底中的硅片;通过蒸发诱导自组装有序地沉积在所述硅片上的贵金属纳米颗粒,贵金属纳米颗粒在所述硅片上形成粗糙表面;将真菌毒素溶液滴加在所述柔性纳米增强拉曼散射检测基底上,用拉曼光谱仪扫描,对所述真菌毒素进行定性分析。
[0011]在一些实施例中,所述蒸发诱导自组装包括将水溶性贵金属纳米颗粒溶液逐滴滴加在所述硅片上,并在一定温度条件下干燥;干燥温度为20~60℃,干燥时间为10~30min。优选地,水溶性贵金属纳米颗粒溶液浓度为0.05mg/mL。
[0012]在一些实施例中,所述贵金属纳米颗粒包括纳米金球、纳米金星或纳米金花;所述贵金属纳米颗粒的粒径为20~100nm。
[0013]为实现另一个目的,本专利技术还提供了另一个技术方案:
[0014]一种利用上述的柔性纳米增强拉曼散射检测基底进行真菌毒素检测方法,包括以下步骤:
[0015]S1.将硅片集成到柔性基底中;
[0016]S2.通过蒸发诱导自组装将贵金属纳米颗粒有序沉积在所述硅片上形成粗糙表面,得到柔性纳米增强拉曼散射检测基底;
[0017]S3.真菌毒素检测:将所述真菌毒素溶液滴加在所述柔性纳米增强拉曼散射检测基底上,干燥;用拉曼光谱仪对干燥后的所述柔性纳米增强拉曼散射检测基底的不同位置
进行拉曼光谱扫描,定性分析;其中,所述真菌毒素溶液的制备包括将真菌毒素溶于挥发性溶剂中,再浓缩得到所述真菌毒素溶液。
[0018]在一些实施例中,所述真菌毒素包括棒曲霉素、链格孢霉毒素、单端孢霉烯毒素;所述真菌毒素溶液浓度为0.0001~0.1mg/mL。
[0019]进一步地,S3中的干燥条件为:干燥温度为20~60℃;干燥时间为1~30min;所述挥发性溶剂包括乙醇、乙腈、甲醇中任意一种。
[0020]进一步地,所述拉曼光谱扫描条件为:选择激发波长为532nm,633nm,本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于真菌毒素检测的柔性纳米增强拉曼散射检测基底,其特征在于,包括:柔性基底;集成到所述柔性基底中的硅片;通过蒸发诱导自组装有序地沉积在所述硅片上的贵金属纳米颗粒,贵金属纳米颗粒在所述硅片上形成粗糙表面;将真菌毒素溶液滴加在所述柔性纳米增强拉曼散射检测基底上,用拉曼光谱仪扫描,对所述真菌毒素进行定性分析。2.如权利要求1所述的基于柔性纳米增强拉曼散射检测基底的真菌毒素检测方法,其特征在于,所述蒸发诱导自组装包括将水溶性贵金属纳米颗粒溶液逐滴滴加在所述硅片上,并在一定温度条件下干燥;干燥温度为20~60℃,干燥时间为10~30min。3.如权利要求1或2所述的用于真菌毒素检测的柔性纳米增强拉曼散射检测基底,其特征在于,所述贵金属纳米颗粒包括纳米金球、纳米金星或纳米金花;所述贵金属纳米颗粒的粒径为20~100nm。4.如权利要求1所述的基于柔性纳米增强拉曼散射检测基底的真菌毒素检测方法,其特征在于,所述集成包括将所述硅片嵌入所述柔性基底中,并将所述硅片粘附在所述柔性基底表面上;所述柔性基底包括聚二甲基硅氧烷弹性体薄片、3M VHB胶带、聚四氟乙烯膜、Ecoflex薄膜中任意一种。5.一种利用权利要求1

4任一项所述的柔性纳米增强拉曼散射检测基底进行真菌毒素检测方法,其特征在于,包括以下步骤:S1.将硅片集成到柔性基底中;S2.通过蒸发诱导自组装将水溶性贵金属纳米颗粒溶液有序沉积在所述硅片上形成粗糙表面,得到柔性纳米增强拉曼散射检测基底;S3.真菌毒素检测:将所述真菌毒素溶液滴加在所述柔...

【专利技术属性】
技术研发人员:陈涛路伟王瑞佳谷金翠
申请(专利权)人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所
类型:发明
国别省市:

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