[发明专利]一种表面增强拉曼光谱检测基底及其制备方法和应用

说明书

本发明属于纳米材料技术领域，具体为表面增强拉曼光谱检测基底及其制备方法与应用。本发明的表面增强拉曼光谱检测基底为由银纳米颗粒修饰的玻璃纤维纸；其制备方法包括，利用抗坏血酸和硼氢化钠对硝酸银在纸基底上进行原位“二次还原法”还原。将该增强拉曼光谱检测基底置于含有被检测物的溶液中，通过检测纸基底，可以检测到被测物的拉曼信号，并得到浓度信息。使用本发明的增强拉曼光谱检测纸基底对鱼肉样品中的孔雀石绿进行检测，具有快速、高效、灵敏度高、成本低、操作简单等优点。

技术领域

本发明属于纳米材料技术领域，具体涉及表面增强拉曼光谱检测基底及其制备方法，以及在标准样品和鱼肉样品中孔雀石绿含量的高灵敏度、高选择性检测中的应用。

背景技术

拉曼效应，指光波在被散射后频率发生变化的现象，1928年由印度物理学家C.V.Raman发现。拉曼光谱能够提供丰富的分子结构信息，且无需对检测样品进行处理，应用十分广泛。1974-1977年，Van Duyne等人发现了表面增强拉曼现象，通过在粗糙的金属表面吸附分子可以将拉曼信号增强10⁶倍左右，这种技术成为表面增强拉曼光谱（SERS）。SERS的主要特点有：1.是一种超灵敏检测技术，可以实现痕量物质检测；2.不仅可以应用于实验室研究，而且在现实生活中的应用也十分广泛，且操作比较简单，是一种多功能的分析技术; 3. SERS检测与其他分析技术或平台联用，可以形成色谱分离拉曼检测、毛细管电泳拉曼检测、微流控芯片（纸芯片）拉曼平台。因此，表面增强拉曼光谱以其优异的发光性质，引起了材料科学、化学生物学、生命科学研究者的广泛关注，并用于材料的结构和形貌表征、化学和生物传感器、食品与环境分析、单分子检测、化学反应动力学等领域。

“纸”作为我们生活、工作以及学习中必不可少的工具，给我们带来了很大的便捷。纸基底具有易于加工，吸水性较好，多孔，物理生化惰性、优良的机械强度、携带方便、成本低廉等优点，在临床诊断、食品安全检测、环境卫生监控等方面都具有广阔的应用前景，是未来便携式现场分析装置发展的重要方向，对生物分析和疾病诊断领域中急需的原位表征、临床床边诊断、现场检测等的实现具有重要意义。

孔雀石绿是人工合成的具有三苯甲醛的分子骨架有机化合物，起初被用作染料。后来由于其具有杀真菌，杀细菌和杀寄生虫的功效而被广泛应用于水产养殖中。也正是由于它的结构，长期超量使用孔雀石绿会致癌，所以无公害水产领域国家明令禁止添加。但由于目前市场上暂无针对鱼体和鱼卵的水霉病的特效药物，而孔雀石绿针对该类疾病有特效，故孔雀石绿在水产业中的使用屡禁不止。

我们的研究发现利用硼氢化钠和抗坏血酸的还原性，硝酸银可以被逐步还原为均匀的纳米颗粒沉积在玻碳纤维纸上。而这种沉积了银纳米颗粒的纸可以给我们提供了高灵敏度和稳定性的拉曼效应增强效果，同时也是一种廉价便捷的表面增强拉曼检测基底。经实验发现，该方法具有很好的重现性，并且经过该方法制备的基底可以在去离子水中保存15天以上而不损害其检测的有效性。

使用该方法制备的基底配合BWTEK公司的便携式拉曼光谱仪，我们可以快速地检测标准样品的孔雀石绿，而且孔雀石绿的含量和拉曼光谱特征峰的强度有很好的线性关系。同时，在检测其他水产业中的常用添加剂和孔雀石绿的混合溶液时，检测结果依旧符合定性检测的标准，这就说明该方法对孔雀石绿的检测具有很好的选择性。在此基础上，本发明选择市场中购买的鱼肉样品，浸入孔雀石绿溶液用以模拟水产业中加入孔雀石绿的情况，经过简单几步的处理后，对鱼肉样品中的孔雀石绿进行了检测，并通过得到的拉曼光谱特征峰强度计算检测的回收率。

发明内容

本发明的一个目的在于提出了一种新的便携、廉价且具有高灵敏度和稳定性的表面增强拉曼检测基底及其制备方法。

本发明的另一个目的在于利用便携式拉曼光谱仪提供一种新的快速、灵敏、现场检测孔雀石绿的新方法。

本发明提出的表面增强拉曼检测基底的制备方法，具体步骤如下：