本发明涉及检测技术领域，尤其是涉及一种基于表面增强拉曼散射的检测方法及其应用。
背景技术：
农药是指用于防治对农、林具有危害作用的病、草、虫和其它有害生物以及有目的地调节植物和昆虫生长的化学合成物。农药具有两面性，给人类提供生产保障的同时，也对人体健康成了不可磨灭的危害。
现有的农药检测技术有传统的色谱法，如气相色谱法、高效液相色谱法、薄层色谱法、超临界流体色谱法；质谱法；毛细管电泳法；免疫分析法；酶抑制法；生物传感器技术等。传统的检测方法虽然检测精度较高，可重复性好，但存在前处理过程复杂、检测成本高，不适于现场快速检测等问题。因此，发展一个简单、快速、有效的检测蔬菜中农药残留方法是至关重要的。
表面增强拉曼散射(surface-enhancedramanscattering,sers)效应是指在一些纳米贵金属表面，在激发区域内，纳米贵金属表面或附近吸附分子的拉曼散射信号增强百万倍甚至更高倍。表面增强拉曼散射是一种无损、免标记、高灵敏的检测分析手段，被广泛应用于化学、生物检测样品的检测。作为一种分子光谱指痕鉴定方法，与其他传统检测方法相比，sers具有检测速度快、操作简便、样品处理简单等优点，是一种高灵敏度、高分辨率和方便快捷的检测技术。但是在一些物质检测领域如蔬菜农药残留的检测中，由于待测物质的浓度很低，因而对检测的灵敏度则提出了更高的要求。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于表面增强拉曼散射的检测方法，能够大大提高检测灵敏度，可应用于不同溶剂体系中多种农药残留的检测，检测过程简单、快速、便携、准确，适用于在食品安全现场实时、快速的筛查，具有较好的应用前景。
本发明所采取的技术方案是：
本发明提供一种基于表面增强拉曼散射的检测方法，包括以下步骤：
(1)取基板，所述基板上滴有贵金属纳米粒子溶液与待测物溶液形成的混合溶液，所述混合溶液为均相体系；
(2)在所述混合溶液逐渐干燥过程中进行检测。
本发明中逐渐干燥指的是利用自然挥发或其他辅助手段使混合溶液中溶剂逐渐减少的过程。
本发明中均相体系是指贵金属纳米粒子溶液的溶剂与待测物溶液能够互溶形成均一相。
优选地，步骤(1)具体为：取贵金属纳米粒子溶液滴于基板上，取待测物溶液与所述贵金属纳米粒子溶液充分混合形成混合溶液。
优选地，所述混合溶液与基板的接触角为30～60度，接触角过大或过小都不利于纳米颗粒在液滴完全干燥之前充分向液滴边缘堆积。
优选地，所述基板为硅片、玻璃片、聚偏氟乙烯片、聚四氟乙烯片中的任一种。
优选地，所述待测物溶液的溶剂为水、甲醇、丙酮、乙腈、乙醇中的任一种。
优选地，所述贵金属纳米粒子为金纳米粒子或银纳米粒子。
进一步地，所述贵金属纳米粒子的粒径为20～100nm。
优选地，步骤(1)中的所述贵金属纳米粒子溶液的体积为1～10μl。
进一步地，贵金属纳米粒子溶液：待测物溶液的体积比为1:1～10:1。
在进行拉曼光谱检测时待测液(即上述的混合溶液)往往体积较小，容易进行干燥，优选在待测液未完全进行干燥时进行拉曼光谱检测，根据实验经验，进一步优选步骤(2)中干燥时间为5～30min。
优选地，所述贵金属纳米粒子溶液由贵金属盐溶液与还原剂反应获得。
进一步地，贵金属盐溶液中，所述贵金属盐为硝酸银或氯金酸，其浓度为0.01wt％～0.02wt％。
进一步地，所述还原剂为柠檬酸钠，其浓度为0.8wt％～1.2wt％。
上述的基于表面增强拉曼散射的检测方法在蔬菜农药残留检测中的应用。
优选地，所述农药为噻菌灵、啶虫脒、克百威中的至少一种。
优选地，检测时采用的激光波长为532nm或633nm，扫描范围为200～2000cm-1。
本发明的有益效果是：
本发明公开了一种基于表面增强拉曼散射的检测方法，贵金属纳米粒子溶液与待测物溶液混合形成的均相体系与基板形成界面，在逐渐干燥的过程中，由于溶剂挥发的外向毛细张力产生咖啡圈效应，使体系中均相分散的贵金属纳米粒子逐渐在液滴外圈堆积。若体系为非均相体系，贵金属纳米粒子因不稳定而向下沉积在基板上而无法向外聚集。在外圈聚集过程中，贵金属纳米粒子之间间距会缩小，可形成10nm以下的间隙，在此“热点区域”的电磁场增强，进而增强了待测物的拉曼信号，提高了灵敏度。本发明的检测方法检测过程简单、快速、便携、准确，适用于在食品安全现场实时、快速的筛查，在蔬菜农药残留等检测领域具有较好的应用前景。
附图说明
图1为实施例1中银纳米粒子的扫描电子显微镜照片；
图2为实施例1中银纳米粒子的紫外吸收光谱图；
图3为实施例2检测过程的示意图；
图4为实施例2中不同干燥时间测得的水胺硫磷的sers图；
图5为实施例3中不同浓度啶虫脒的sers图；
图6为实施例3中啶虫脒的标准曲线；
图7为实施例4中生菜提取液稀释成不同浓度噻菌灵形成的待测物溶液的sers图；
图8为实施例5中金纳米粒子的扫描电子显微镜照片；
图9为实施例5中金纳米粒子的紫外吸收光谱图。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
实施例1：银纳米粒子的制备
制备银纳米粒子(agnp)溶液：取0.018wt％硝酸银(150ml)水溶液煮沸，快速加入1wt％柠檬酸钠溶液(3ml)，回流10min，停止加热，继续反应40min，自然冷却。对制备得到银纳米粒子进行表征，其sem图如图1所示，从图中可以看出，银纳米粒子的粒径在20～100nm之间，图2为所制备的银纳米粒子的紫外吸收光谱图，峰的位置在426nm。
实施例2：水胺硫磷的sers检测
取5μl实施例1中制备的银纳米粒子溶液滴于硅片上，滴加5μl浓度为10mg/l的水胺硫磷的丙酮溶液与其充分混合形成混合溶液，在混合溶液逐渐干燥的过程中进行拉曼光谱检测，采用拉曼光谱仪器进行检测时，使用的激光波长为532nm，扫描范围200～2000cm-1。
参见图3，图3为本实施例检测过程的示意图，贵金属纳米粒子溶液与待测农药分子混合形成混合溶液，其中混合溶液中的混合溶剂为均一相，在混合溶剂逐渐干燥过程中，银纳米粒子会逐渐向液滴外圈堆积，在液滴与硅片基底的界面处进行检测，随着液滴的干燥，会获得水胺硫磷最佳的检测信号。
参见图4，图4为不同干燥时间测得的水胺硫磷的sers谱图，从图中可以看出在混合液滴刚滴上时未取得明显的特征谱图，在空气中自然干燥30分钟后，银纳米粒子与水胺硫磷分子聚集在液滴边缘，但液滴未完全干燥，这时获得信号非常强的水胺硫磷的特征峰。而在液滴完全干燥后，拉曼信号则相对下降，但仍具有较好的拉曼检测信号。
实施例3：不同浓度啶虫脒的sers检测
取5μl实施例1中制备的银纳米粒子溶液滴于硅片上，滴加5μl不同浓度(100μg/l、10μg/l、1μg/l)的啶虫脒充分混合之后，自然干燥30分钟后，按照实施例2所述的方法在银纳米粒子在液滴外圈堆积时采用拉曼光谱仪器进行拉曼光谱检测，使用的激光波长为532nm，扫描范围200～2000cm-1。
参见图5，图中从上到下的曲线分别依次对应100μg/l、10μg/l、1μg/l浓度的啶虫脒的拉曼光谱，以特征峰1032cm-1的峰强度为纵坐标，浓度为横坐标作出的标准曲线如图6所示，标准曲线的线性方程为y＝18.47x+1722，相关系数为0.99994，线性良好。因此，可应用该标准曲线来测定蔬菜中啶虫脒的含量。
实施例4
取5μl实施例1中制备的银纳米粒子溶液滴于硅片上，与5μl不同浓度噻菌灵标准溶液进行充分混合后，在60℃条件下干燥5分钟后，按照实施例3所述的方法，进行拉曼光谱检测，得到各浓度梯度噻菌灵标准溶液的表面增强拉曼光谱图，以浓度-峰强度作出的标准曲线。
蔬菜前处理：洗去生菜表面泥土，剪成1cm左右的见方碎片，放入瓶中，加入提取溶剂乙腈，振摇50次，静置2min以上，用针头式过滤器进行过滤得到生菜提取液。用生菜提取液将噻菌灵稀释成不同的浓度(100mg/l、10mg/l、1mg/l)得到待测物溶液，取5μl实施例1中制备的银纳米粒子溶液滴于硅片上，与5μl上述待测物溶液充分混合之后，60℃条件下干燥5分钟后，在银纳米粒子在液滴外圈堆积时采用拉曼光谱仪器进行拉曼光谱检测，使用的激光波长为532nm，扫描范围200～2000cm-1。图7为生菜提取液中浓度为100mg/l、10mg/l、1mg/l的噻菌灵的拉曼增强谱图，谱图中可观察到噻菌灵分子的特征峰，且没有基质中其他物质的干扰，证实了本发明方法应用于实际蔬菜提取液中农药分子的检测的可能性。
实施例5
制备金纳米粒子(aunps)溶液：取0.01wt％氯金酸(100ml)水溶液煮沸，快速加入1wt％柠檬酸钠溶液(1ml)，回流10min，停止加热，继续反应40min，自然冷却。图8为所制备的金纳米粒子的sem图，从图中可看出，金纳米粒子的粒径约在30～60nm之间。图9为所制备的金纳米粒子的紫外吸收光谱图，峰的位置在527nm。
取10μl上述制备的金纳米粒子溶液滴于硅片上，取10μl不同浓度的克百威标准溶液进行充分混合后，在逐渐干燥过程中进行拉曼光谱检测，得到表面增强拉曼光谱图。利用特征峰进行定性分析，以浓度-峰强度作出的标准曲线用以后续对蔬菜克百威残留进行检测。