[发明专利]基于表面增强拉曼效应的痕量有机物的定量检测方法

说明书

一种基于表面增强拉曼效应的痕量有机物的定量检测方法，包括以下步骤：(1)将稳定的贵金属纳米颗粒单层膜负载到干净的支撑基底上，得到单层膜基底；(2)将步骤(1)得到的单层膜基底浸泡在待检测水溶液中，常温下放置30‑60分钟后，收集溶液中基底表面增强拉曼散射光谱，将得到信号与标准曲线对比，得到待测溶液中痕量有机物的浓度含量。本发明将贵纳米颗粒单层膜为表面增强拉曼基底应用于水溶液中痕量有机物的定量检测，水溶液中痕量有机物的检测限浓度可达10^‑11摩尔/升，并且可以在10^‑10‑10^‑6摩尔每升的浓度范围内实现痕量有机物浓度的定量检测。

技术领域

本发明涉及一种用于检测水溶液中痕量有机物的方法，尤其是基于具有宏观尺寸的贵金属(金、银)纳米颗粒单层膜的表面增强拉曼效应对痕量有机物进行检测，属于痕量有机物检测技术领域。

背景技术

表面增强拉曼散射光谱技术(SERS)具有快速、灵敏、无损和分子指纹识别的光谱特性，在温度传感、生物和医学检测、化学定量分析和食品安全检查等领域有着诸多的应用。

但是目前基于SERS的定量检测和应用仍是一巨大挑战，其主要原因是SERS基底的质量不佳，不能保证SERS信号的均一性和可重现性。CN108526487B公开的《一种宏观尺寸密堆积金纳米颗粒单层膜的制备方法》通过界面组装法制备得到了宏观尺寸的纳米颗粒单层膜。由于金、银纳米颗粒在所制备的宏观尺寸、具有较低空隙率的的单层膜的位置具有周期性有序结构，因此金、银纳米颗粒作为SERS基底的“热点”，它们的分布具有均一性和周期性有序结构。基于具有均一的表面等离子体共振(SPR)效应的宏观尺寸的的金、银纳米颗粒单层膜，可实现它们在分析检测领域的一些相关应用。

目前常见检测痕量有机物的主要方法有比色色谱法、原子吸收光谱法、电感耦合等离子体质谱法等，但由于测试仪器昂贵、实际操作复杂、检测限局限于纳摩尔级别以上等缺点限制其应用。而将纳米颗粒单层膜应用于溶液中痕量有机物的定量检测，也一直受限于样品检测信号的重复性、有机物的均匀吸附、溶液原位检测限不足等问题。因此，这些问题的解决毫无疑问可以大大拓宽纳米颗粒单层膜在痕量有机物检测领域的应用。

发明内容

本发明针对现有水溶液中痕量有机物技术存在的不足，以及贵金属(金、银)纳米颗粒单层膜在痕量有机物检测应用中欠缺的问题，提供一种高效简便的基于表面增强拉曼效应的痕量有机物的定量检测方法。

本发明的基于表面增强拉曼效应的痕量有机物的定量检测方法，包括以下步骤：

(1)将稳定的贵金属纳米颗粒单层膜负载到干净的支撑基底(硅片、玻璃片)上，得到单层膜基底；

(2)将步骤(1)得到的单层膜基底浸泡在待检测水溶液中(以孔雀石绿水溶液为例)，常温下放置30-60分钟后，收集溶液中基底表面增强拉曼散射光谱，将得到信号与标准曲线对比，得到待测溶液中痕量有机物的浓度含量。

所述步骤(1)中贵金属纳米颗粒单层膜的制备过程如下所述：

①使用有机溶剂将胺类配置成摩尔浓度为0.001摩尔/升的含胺类有机溶液，将贵金属纳米颗粒溶胶与含胺类有机溶液以5:1的体积比晃动混合，自然静置，将上层含金纳米颗粒的有机溶液分离并收集；

②将超纯水与二乙二醇以1:9～4的体积比混合均匀，得到二乙二醇溶液；

③将含贵金属纳米颗粒的有机溶液添加到二乙二醇溶液上，自然静置待有机溶液完全挥发后，在二乙二醇溶液上方得到稳定的贵金属纳米颗粒单层膜。

所述步骤①中使用的有机溶剂为弱极性有机溶剂(甲苯、正己烷等)，胺类为烷基胺类(如油胺、十八胺等)。

所述步骤①中贵金属纳米颗粒溶胶的制备过程如下所述：