SERS基底的制备及其对塑化剂的快速检测

来源 :安徽中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qlin08
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目的:邻苯二甲酸酯类(PAEs)塑化剂广泛存在于塑料及食品包装材料中,由于塑化剂与塑料制品以非共价键结合极易迁移出来进入土壤,空气中污染环境。尤其当通过呼吸道,皮肤,消化道等各种途径进入人体后,塑化剂对人类生殖系统产生严重危害,并且影响肝肾功能。SERS技术能够实现快速,灵敏,原位实时检测需求,检测限甚至可以达到单分子水平。本实验通过蒸发诱导的自组装方法对各向异性纳米颗粒金纳米棒进行组装,实现了对塑化剂BBP和DEHP的快速,灵敏检测;制备的Au@Ag纳米三棱锥对BBP和DEHP检测灵敏度均较高。并且在实际应用方面两种SERS基底都具有巨大的应用潜力。方法:首先利用种子生长的方法合成四种不同长径比的金纳米棒,随后利用蒸发诱导的方法,在不同湿度条件下组装金纳米棒,在最佳湿度条件下优选出最佳尺寸的金纳米棒组装垂直对齐金纳米棒阵列。以孔雀石绿做拉曼探针分子考察该基底的灵敏度和重复性,并利用该基底检测酒水中的BBP分子。我们以前期合成的纳米三角片为基础,使用抗坏血酸还原银离子,使其均匀包覆在三角片表面,制备出具有独特几何结构的金包银纳米三棱锥,以结晶紫做拉曼探针分子对该基底的灵敏度和重复性进行考察,同样能够检测出酒水中的BBP。结果:1.通过经典的种子生长的方法合成了长径比分别为2.18,3.11,3.72,4.49的金纳米棒,且各尺寸金纳米棒单分散性良好,大小均一。在30℃,相对湿度96%环境条件下,长径比为3.72的金纳米棒通过蒸发诱导的方法能够组装成为垂直对齐金纳米棒阵列,紧密排列,规则整齐,棒间距为2.5±0.75 nm,能够产生丰富有效的热点,以孔雀石绿为拉曼探针分子对该SERS基底的灵敏度和重复性考察结果显示,对孔雀石绿的检测限达到10-8M,相对标准偏差为10.40%,结果表明,垂直对齐金纳米棒阵列作为SERS基底检测灵敏度较高,重复性好,满足后续塑化剂检测的要求。对BBP和DEHP的检测限分别达到10-9M和10-7M,在实际应用中,能够成功检测出加入到白酒中质量浓度为1.3 mg/kg的BBP。2.利用前期合成的金三角片为基础,以CTAC作模板剂,制备出大小均一,紧密排列的Au@Ag纳米三棱锥,以结晶紫作拉曼探针分子,对结晶紫的检测限达到10-8M,相对标准偏差为8.75%,结果表明该基底作为SERS基底灵敏度较高,重现性较好,满足后续塑化剂的检测要求。对BBP和DEHP的检测限分别为10-9M和10-7M,BBP的SERS强度与浓度之间线性相关系数R2为0.9544,具有良好的线性关系,DEHP的SERS强度与浓度之间线性相关系数R2为0.9555,两者之间存在良好的线性关系。同样地,也能够检测出加入到白酒中质量浓度为1.3 mg/kg的BBP。结论:利用蒸发诱导的方法成功地将长径比为3.72的金纳米棒组装成为垂直对齐金纳米棒阵列,排列整齐致密,并且避免了咖啡换效应的产生,形貌较为均一。由于独特的几何结构,产生了表面等离子体共振效应,局域电磁场增强后使拉曼信号得到显著提高。相邻纳米棒存在的间隙能够捕获到更多的待测物,实现了灵敏,快速检测邻苯二甲酸酯类塑化剂(BBP和DEHP)的目标,有望应用到实际生产生活中。利用两步法合成的Au@Ag纳米三棱锥,尺寸均一,尖锐的尖端处电磁场得到大大提高,具有大面积、高密度的热点,对邻苯二甲酸酯类塑化剂(BBP和DEHP)检测灵敏度较高,能够广泛应用到食品,环境监测等各个领域。
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