[发明专利]一种基于表面增强拉曼光谱检测养殖水中磷酸盐的方法

说明书

本发明提供了一种基于表面增强拉曼光谱检测养殖水中磷酸盐的方法，以纳米银溶液为活性基底，以罗丹明6G为探针，并加入促凝剂，能够增强拉曼信号，从而实现对养殖水中微量磷酸盐的精准检测。本发明所提供的检测方法受养殖水环境的影响很小，具有一定的普适性，与已有的方法相比具有更高的精度、更高的灵敏度、更强的稳定性的特点，且操作简便，试剂易得，搭配便携式拉曼光谱检测设备能够进行现场检测，方便快捷。

技术领域

本发明属于磷酸盐分析检测技术领域，尤其涉及一种基于表面增强拉曼光谱检测养殖水中磷酸盐的方法。

背景技术

近年来，大量磷酸盐通过工业制造、农业生产和城市生活污水等方式被释放到水环境中，造成水体中存在过量的磷酸盐。而过量的磷酸盐会刺激藻类和细菌的大量繁殖，导致水体富营养化，鱼类大量死亡。现阶段，水体富营养化已经成为水产养殖行业可持续发展的重大威胁之一。因此，快速精准检测养殖水中磷酸盐的含量，预防水体富营养化，对渔业生产的发展显得十分必要和迫切。

目前针对不同水环境中磷酸盐的检测，有多种检测方法，如分光光度法、荧光测定法、磷光光谱法、电化学法、比色法、离子色谱法和生物传感器法等。应用最为广泛的钼酸铵分光光度法具有极佳的稳定性，但检测极限通常在0.01mg/L以上，且需要复杂的前处理程序。离子色谱法和荧光光谱法具有快速和精准的优点，但需要高精密设备辅助检测。电化学传感器体积小、精度高、离子选择性好，但使用前需要复杂的校准且往往寿命较短。表面增强拉曼光谱(SERS)技术具备高灵敏度和强稳定性的特点，能够用来进行痕量乃至单分子检测。然而，由于养殖水中干扰因素较多(多种干扰离子、温度、溶氧量和PH等)、含磷物质之间的相互转化、磷酸盐在水中拉曼信号较弱且难以吸附在增强基底表面等原因，造成目前使用表面增强拉曼光谱技术进行养殖水中磷酸盐检测的研究未见报道。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提供了一种基于表面增强拉曼光谱检测养殖水中磷酸盐的方法，以纳米银为增强基底，以罗丹明6G为探针，建立了一种能够灵敏测定养殖水中磷酸盐的表面增强拉曼光谱方法。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种基于表面增强拉曼光谱检测养殖水中磷酸盐的方法，包括如下步骤：

步骤1：制备已知浓度的磷酸盐标准测试体系：于试管中依次加入6～12μL 10^-4mol/L R6G水溶液、10～30μL 2×10^-2mol/L钼酸铵水溶液、15～30μL 6mol/L H₂SO₄、200μL待测溶液，然后加入去离子水稀释至0.3ml，混匀，室温反应10分钟；接着向试管中依次加入1.5ml纳米银溶液、50～100μL 1mol/L NaCl水溶液，并用蒸馏水稀释至2ml，继续室温反应10分钟；

步骤2：按照步骤1制作不加待测溶液的空白对照体系；

步骤3：设定拉曼光谱仪的仪器参数，取标准测试体系、空白对照体系，分别置于石英比色皿中，通过拉曼光谱仪扫描获得拉曼光谱曲线；

步骤4：测定标准测试体系1508cm^-1处的拉曼特征峰强度值，同时测定空白对照体系1508cm^-1处的拉曼特征峰强度值，计算标准测试体系相对于空白对照体系在1508cm^-1处的拉曼特征峰强度变化量；然后将拉曼特征峰强度变化量与磷酸盐的拉曼光谱工作曲线进行对比，获得磷酸盐浓度。

进一步地，所述步骤1中纳米银溶液的制备方法为：

取100～120μL浓度为0.1mol/L的硝酸银水溶液和80～100mg的柠檬酸钠，加入100～150ml去离子水中，在磁力搅拌下逐滴加入100～150μL浓度为0.01mol/L的硼氢化钠水溶液，继续搅拌5分钟后水浴，直到液体变为亮黄色，室温冷却，得到作为增强试剂的纳米银溶液。