银-分子印迹SERS基底制备及检测苯并咪唑类农残研究

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水环境中存在的苯并咪唑类农残污染物严重影响了水质,给人类及其他动物健康带来威胁,高灵敏检测农残物已成为亟待解决的问题。表面增强拉曼散射(SERS)将粗糙金属作基底,可以实现对检测物的高灵敏检测,在生物、医药、食品、环境等领域得到发展,推动了其实际应用,目前存在缺乏测试选择性、基底不稳定易氧化等缺点,检测手段急需改进。分子印迹技术(MIT)是合成可以实现目标物的专一性识别的高分子的技术,通过合成分子印迹聚合物可以实现对目标物的专一识别,具有选择性、可重复性,并且成本低,广泛应用于分离检测领域。将SERS与MIT两种技术联用可以发挥SERS的灵敏性和MIT的选择性识别,可实现对农残污染物的高灵敏性检测。本论文采用抗坏血酸对硝酸银进行还原制备金属银单质颗粒,分别采用了L-半胱氨酸、多巴胺、甘氨酸、半胱胺盐酸盐作为导向剂,合成了具有良好形貌分布及SERS性能佳的银球作为基底内核。以多菌灵作为目标分子,甲基丙烯酰胺作为功能单体,在双键修饰的银球外包覆分子印迹聚合物薄膜,制备了复合基底Ag@MIPs,该基底检测目标物多菌灵的SERS信号强度进一步提升,具有良好的选择性和灵敏性,其检测目标物最低浓度达1×10-9 mol L-1,并且该基底具有重复使用性。为改善传统分子印迹技术具有模板泄露造成的背景干扰问题,本论文以多菌灵作为虚拟模板分子,在银球外包覆虚拟分子印迹聚合物薄膜。该薄膜厚度仅4.5 nm,厚度很薄,使目标分子接近金属表面,使其在一个高强度的局域等离子体共振场中,从而实现苯并咪唑的高灵敏检测。同时虚拟模板分子的引入避免了背景干扰问题,降低了检测误差,并且该制备工艺稳定、易操作、可重复性高。为研究银-分子印迹SERS基底检测目标物SERS信号增强的原因,我们采用拉曼成像对其基底行了机理探究,分析得出分子印迹层的空穴可吸附与之匹配的目标分子起富集作用,而分子印迹薄膜处于纳米结构间隙处,可提供更多的热点来提升SERS信号。
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