有机聚合物整体柱的制备及其在表面增强拉曼光谱中的应用

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表面增强拉曼光谱技术(SERS)作为一种高效的分子检测手段得到了人们越来越多的关注,具有灵敏度高、检测范围广、快速、原位分析等优点,已成功应用在分析化学、环境化学、食品化学和生物检测等众多领域。虽然SERS技术具有以上诸多优点,但是直接应用SERS技术进行复杂、痕量样品的检测并不多。复杂样品中的多种成分对SERS信号的较大干扰是造成实际样品痕量成分检测中中SERS技术较少应用的主要原因。面对复杂样品中痕量物质的检测问题,提高SERS技术的选择性和灵敏度是关键要素,对实际样品进行必要的前处理和用纳米粒子进行修饰是有效的解决方法。多孔有机聚合物整体柱作为一种新型的结构材料具有比表面积大、pH适应范围广、孔径可控、渗透性好、适应性好等优点。在固相萃取和高效液相色谱等中已得到广泛应用。将分子印迹技术和整体柱材料相结合的分子印迹整体柱更是一种极具应用潜力的样品前处理介质。然而将整体柱作为SERS检测基底的研究鲜有报道。本论文通过组装方法将金纳米粒子修饰到聚合物整体柱材料表面,构建集样品分离富集与检测于一体的分析检测平台,成功应用于样品在柱SERS检测,具体研究内容包括以下三部分:1:考察了致孔剂比例、反应温度、交联剂含量对原位聚合反应的影响,优化了聚合反应条件,制备了可作为SERS检测基底的聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)和甲基丙烯酸丁酯(BMA)两类有机聚合物整体柱。2:采用柠檬酸钠还原法合成了不同粒径的金纳米粒子,并用其修饰制备好的两种有机聚合物整体柱,形成具有SERS活性的多孔基底材料,在柱检测了对巯基苯胺探针分子的SERS信号,并比较了不同粒径纳米金修饰对SERS信号的影响。发现50nm粒径金纳米粒子修饰的聚合物整体柱SERS增强效果最优,且重现性较好。洗脱检测分子后的整体柱仍然保持良好的SERS活性,因此本方法提供了一种可重复使用的SERS活性基底。3:采用原位聚合法制备了BPA分子印迹聚合物整体柱,考察了模板分子与单体比例、致孔剂比例、交联剂含量等因素的影响,整体柱洗脱模板分子后组装金纳米粒子作为多孔基底材料,对BPA分子进行SERS信号在柱检测。成功实现了将分子印迹技术与SERS技术有机结合并应用于低含量样品组分的SERS整体柱在柱检测。与非印迹整体柱材料相比,有效提高了检测的灵敏度。
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