一种表面增强拉曼光谱技术鉴别天然和合成靛蓝的方法与流程

本发明涉及一种表面增强拉曼光谱技术在纺织印染领域的应用，具体涉及一种表面增强拉曼光谱技术鉴别天然靛蓝和合成靛蓝的方法。

背景技术：

合成靛蓝色泽艳丽、价格便宜，但在生产、使用及废弃过程中会对环境、生态及人类健康造成不利影响，而植物靛蓝具有天然、绿色、安全、易生物降解等优点，但成本较高且重现性较差。市面上存在以合成靛蓝假冒天然靛蓝欺骗消费者的现象，因此，对于天然靛蓝和合成靛蓝的鉴别具有重要意义。而目前对于天然靛蓝和合成靛蓝的鉴别主要是紫外可见光谱、薄层色谱、近红外光谱以及其他的化学检测法等，但是他们存在操作复杂、鉴别难度高及准确性低等问题。本发明提出的表面增强拉曼光谱(sers)技术很好的解决了这些问题。

表面增强拉曼光谱(sers)技术是一种简单快速的分析方法，目前已经广泛应用在食品安全、农药残留、爆炸物等成分检测。sers技术具有高灵敏度、重现性好、检测限低等优点，具有指纹识别特征，且不易受水、荧光等干扰。金纳米棒作为sere基底制备简单，具有可调控的表面等离子共振，可提高检测的灵敏度和重现性。

技术实现要素：

本发明使用晶种生长法制备各向异性金纳米棒，在生长溶液中加入一定量的球形金纳米颗粒晶种，在表面活性剂、银离子和弱还原剂的作用下，金纳米颗粒晶种定向生长为一定长径比的金纳米棒。以制备好的金纳米棒为sers基底，记录待测物天然靛蓝、合成靛蓝的拉曼光谱。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

(1)金纳米棒的制备：将十六烷基三甲基溴化铵(ctab)、h2o、氯金酸(haucl4)及硼氢化钠(nabh4)混合后避光放置，配制完成种子溶液；然后将配制好的种子溶液加入到含有十六烷基三甲基溴化铵(ctab)、氯金酸(haucl4)、硝酸银(agno3)、硫酸(h2so4)及还原剂抗坏血酸(l-aa)的生长溶液中，水浴避光放置。

(2)将制备好的金纳米棒滴在硅片上，干燥后得到sers基底。将待测物靛蓝溶液滴加到基底上，利用拉曼光谱仪进行sers检测。

上述步骤(1)中所述ctab的浓度为0.1-1m，haucl4的浓度为1-100mm，nabh4的浓度为1-100mm，agno3的浓度为1-100mm，h2so4的浓度为0.1-1m，l-aa的浓度为0.1-1m。

上述步骤(1)中所述种子溶液中ctab的用量为1-10ml，haucl4的用量为0.1-1ml，nabh4的用量为0.1-1ml。

上述步骤(1)中所述生长溶液中ctab的用量为1-200ml，haucl4的用量为0.1-5ml，agno3的浓度为0.1-5ml，h2so4的浓度为0.1-5ml，l-aa的用量为0.1-1ml。

上述步骤(1)中所述在生长溶液中加入的种子溶液用量为0.1-1ml。

上述步骤(2)中所述拉曼光谱仪的激发光波长为785nm。

本发明的优越性：

sers技术快速、方便且灵敏度高，适用于微量物质的检测与鉴别，在各个领域发挥了极大的作用。本发明利用金纳米棒的sers效应，实现对天然靛蓝与合成靛蓝的快速鉴别。同时该技术可以扩展到其他染料的检测及鉴别。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明及解释，并不限于本发明的范围。其中：

图1：为本发明中实施例1的结果图。

图2：为本发明中实施例2的结果图。

图3：为本发明中实施例3的结果图。

具体实施方式

下面结合附图与具体的实施方案叙述本发明。除非特别说明，本发明中所用的技术手段均为本领域技术人员所公知的方法。另外，实施方案应理解为说明性的，而非限制本发明的范围，本发明的实质和范围仅由权利要求书所限定。对于本领域技术人员而言，在不背离本发明实质和范围的前提下，对这些实施方案中的物料成分和用量进行的各种改变或改动也属于本发明的保护范围。

实施例1：采用晶种生长法制备好金纳米棒，取100μl离心水洗，并超声分散5min。采用透射电子显微镜(tem)观察其形貌。如图1所示，金纳米棒长径比均一且分散性良好。

实施例2：采用晶种生长法制备好金纳米棒，取1ml金纳米棒溶液稀释至适当的浓度，超声分散5min。采用紫外可见分光光度计(uv-vis)测定其紫外可见光谱曲线。如图2所示，金纳米棒的uv-vis曲线表现为两个表面等离子体共振(spr)峰，523nm处的横向spr峰和674nm处的纵向spr峰，纵向spr峰强于横向spr峰。

实施例3：将制备好的金纳米棒滴加到硅片上，干燥后再分别滴加天然靛蓝和合成靛蓝。采用785nm激光激发源，通过雷尼绍激光显微拉曼(invia)测定其sers光谱。如图3所示，在997、1032、1194、1445cm^-1处，合成靛蓝出现新峰。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种表面增强拉曼光谱技术鉴别天然和合成靛蓝的方法。该发明首先采用晶种生长法制备各向异性的金纳米棒，将一定量的球形金纳米颗粒晶种加入到生长溶液中，使其定向生长为一定长径比的金纳米棒。以制备好的金纳米棒为基底，滴在干净的载玻片上，然后滴加待测物，利用拉曼光谱仪进行SERS检测。本发明涉及的SERS技术具有快速、方便且灵敏度高等特点，在微量物质的检测与鉴别方面具有非常广阔的发展空间。

技术研发人员：李秋瑾;刘菲;张健飞;巩继贤;赵芷芪;孙月静
受保护的技术使用者：天津工业大学
技术研发日：2018.09.13
技术公布日：2019.01.08