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水与人们的生活息息相关,水中重金属、芳香族化合物、农药残留等的污染对人类健康产生了严重威胁,发展快速、低成本、高灵敏的方法来检测水环境中的有害物质是很有意义的。表面增强拉曼散射(SERS)具有检测速度快,水干扰小,操作简单等优点,广泛应用于水环境中有害物质的定性识别和定量检测。本文构建了几种用于汞离子、芳香族小分子和农药检测的SERS方法。具体内容如下: 基于1,4-二乙炔基苯(DEB)修饰的银纳米粒子(DEB-AgNPs),本文设计了一种Turn-on的汞离子SERS探针。DEB分子的端炔基能与汞离子特异性结合,形成-C≡C-Hg-C≡C-桥连结构,引发DEB-AgNPs耦合而产生热点。-C≡C-Hg-C≡C-结构会在DEB的SERS光谱中产生新的特征信号(2146 cm-1),以DEB苯环(1173 cm-1)的环呼吸峰作为内标,利用两个特征峰的比值,构建了一种自参比的汞离子定量检测方法。将该体系用于实际水样中汞离子的检测,取得了良好的结果。该方法操作简便,可用于水环境中汞离子的快速分析。 本文构建了一种基于目标物引起的核酸链置换的高灵敏高选择性SERS探针用于汞离子的检测。该方法基于胸腺嘧啶(T)能与汞离子形成T-Hg2+-T结构。通过将富含T的报告探针适配体(标记四甲基罗丹明,TMR-aptamer)和富含腺嘌呤(标记巯基)的捕获探针DNA杂交,再通过巯基自组装实现DNA/TMR-aptamer在AgNPs修饰的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯-乙二醇二甲基丙烯酸酯基底表面的固定。此时,TMR靠近基底表面,能够获得强SERS信号。当汞离子存在时,汞离子与TMR-aptamer结合而形成Hg2+衔接的双链结构,将TMR-aptamer从SERS基底上释放出来,从而导致TMR远离基底表面而信号下降,通过记录汞离子添加前后信号的变化对汞离子进行检测。该方法具有线性范围宽,生物兼容性好,可再生等优点。 基于原位激光还原硝酸银和芳香硫酚(芳香胺或酚类化合物)混合液,本文开发了一种快速制备SERS基底的方法。AgNPs的制备只需1 s,在制备基底的同时能采集到多种芳香族小分子(μM级)的SERS信号,包括对巯基苯胺(PATP)、双硫腙、联苯胺、双酚A等。此外,基于汞离子和巯基的高亲和性,通过Hg2+、Ag+与PATP的竞争性反应,构建了一种快速灵敏的汞离子检测方法。当汞离子存在时,Hg2+与PATP竞争性结合,抑制银纳米粒子的合成,导致PATP信号下降。PATP分子SERS信号的下降与汞离子浓度之间具有相关性。此方法能在30 s内完成对汞离子的检测,简单快速,适合实时检测。 采用丝网印刷技术,本文构建了一种封装型SERS基底。将聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA)、银纳米粒子以及光引发剂混合制成印刷油墨。通过丝网印刷将油墨印刷在玻璃上,在紫外光光照下,引发PEGDA聚合成膜,将AgNPs封装,从而对纳米粒子起到保护作用。该基底稳定性高,均匀性好,便于保存和携带,可以批量制备。将此基底用于联苯胺,三唑磷和噻菌灵的检测,取得了比较理想的结果。