表面增强拉曼基底的研制及应用

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表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman Scattering,SERS)技术具有高灵敏性及高选择性,能检测吸附在贵金属表面的单分子层及亚单分子层的分子,并提供分子的结构信息。因此,SERS作为一种具有极大发展潜力的光谱分析技术,在生物医学、环境监测、化学化工及公共安全等各个方面被广泛的应用。孔雀石绿(Malachite Green,MG)是一种人工合成的三苯甲烷类染料,因具有高效广谱杀菌作用,被广泛用于治理鱼类或鱼卵的寄生虫、真菌或细菌感染,对真菌Saprolegnia特别有效。孔雀石绿进入水生动物体内后,会快速代谢成脂溶性的无色孔雀石绿(Leucomalachite green,LMG)。孔雀石绿具有潜在的致癌、致畸、致突变的作用,因此被各国列为禁止药物。由于没有低廉有效的替代品,孔雀石绿在水产品养殖中的使用屡禁不止,严重影响人们的身体健康。目前用于检测孔雀石绿和无色孔雀石绿的方法主要有:高效液相色谱法、高效液相色谱‐串联质谱法、薄层色谱法、分光光度法等,这些检测方法具有所需要的仪器价格昂贵、样品预处理复杂、操作繁复的缺点。表面增强拉曼因具有检测样品不需要预处理、操作简单可进行现场检测、耗费低等特点,在检测孔雀石绿和无色孔雀石绿方面具有很大的运用前景。在表面增强拉曼散射技术的实际运用中,制备具有增强强度大、重复性好及稳定性好等特点的SERS基底是获得较好SERS信号的关键。因此研究SERS活性基底具有重要的意义。本论文的主要内容具体归纳如下:1.在三种不同衬底(砂纸、镜头纸、粗糙玻璃)上物理气相沉积银纳米颗粒作为SERS基底,并使用扫描式电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对其表面特性进行表征。以奈尔蓝(NBA)作为检测试剂,利用拉曼光谱仪检测基底的拉曼增强强度及重复性,进而得到这三种衬底作基底的最优参数。对这三种衬底作基底的检测结果进行比较,得知粗糙的玻璃作衬底的SERS基底的拉曼增强强度要更好一些,并结合SEM和AFM图对其结果进行了分析。2.建立了一种孔雀石绿的半定量检测方法。利用筛选的粗糙玻璃作衬底制备SERS基底,来检测100*10‐5g/L、50*10‐5g/L、25*10‐5g/L、10*10‐5g/L、1*10‐5g/L梯度的孔雀石绿溶液,并选择其在1716cm‐1处的峰值强度做工作曲线,以此建立孔雀石绿的半定量检测方法。通过测定该方法的检测极限为0.5*10‐5g/L,且检测回收率为76.03%~108.67%。
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