论文部分内容阅读
表面增强拉曼光谱(SERS)具有指纹谱识别能力且检测速度快等优点在快速检测领域受到广泛关注,但消除复杂样品基体的干扰是实现SERS快速检测的关键。本文综述了快速检测样品前处理技术研究现状,针对复杂样品构建了微型热吹扫捕集装置、微阵列气膜分离装置及微气膜分离环炉装置,开展了复杂样品系列SERS快速检测方法研究。1.研制了一种微型热助吹扫捕装置,通过此装置可将易挥发或可转化为易挥发待测物与基体杂质分离,经过重吸收或衍生化处理后转化成具有强SERS响应的物质从而进行SERS检测。装置的设计采用流体动力学模拟仿真优化,降低死体积。研制的装置针对工业废水中具有SERS响应的苯硫酚、面粉中不具有SERS响应的甲醛、生活污水中可转化为挥发物的硫离子和酒精中难以衍生化的甲醇,成功建立了相应的SERS快速检测方法,样品前处理过程和SERS检测总耗时小于16 min,方法的回收率为80.9%-110.0%,与标准方法检测结果吻合。2.研制了一种微型阵列气膜分离装置,该装置通量高,且具有良好的基体消除能力,可同时处理96个样品。待测物分子通过此装置气化处理后透过分离膜被吸收液吸收,经衍生化处理后可进行SERS检测。装置的设计采用流体动力学模拟仿真优化,通过模拟计算样品管内的死体积百分比和膜表面气流穿透相对速率,获得最优样品管高度(10 mm)和接收液体积(80μL)。将优化的装置应用于尿液样品中乙醛和尿蛋白、蔬菜水果中农药残留四聚乙醛和福美双的SERS检测,建立了SERS快速检测方法,回收率为82.0%-123.3%,与标准方法检测结果吻合。微型阵列气膜分离装置具有多通道,一次处理96个样品仅需要45min。3.集气膜分离、环炉富集和SERS原位检测于一体,研制了微型气膜分离环炉富集前处理装置,该装置将分离、富集和SERS检测一体化,进一步提高灵敏度。通过此装置,气化的待测物分子经过气膜分离、衍生化处理转化成具有强SERS响应的待测物后,经过环炉加热引发的咖啡环效应富集在环线上进行SERS原位快速检测。优化了咖啡环成环条件,边缘处经浸润疏水化后的膜成环效果明显且SERS信号均一,RSD为6.7%。研制的装置应用于唾液中硫化氢和尿液中肌氨酸SERS检测,硫化氢和肌氨酸的检出限分别为0.2μg/L和5.0μg/L,实际样品检测的回收率为89.5-120.0%,与LC-MS/MS方法检测结果吻合。