一种共聚维酮修饰的SERS基底及其制备方法、应用与流程

一种共聚维酮修饰的sers基底及其制备方法、应用
技术领域
1.本发明属于拉曼光谱检测技术领域，尤其涉及一种共聚维酮修饰的sers基底及其制备方法、应用。


背景技术：

2.氰化物是分子中含有氰基(cn)的化合物，具有极强的毒性，氰基进入人体后，主要作用于血液，能抑制组织细胞中40多种的活性引起整个细胞色素体系的氧化还原反应障碍，发生细胞窒息、缺氧等，是一种廉价易得的速杀型血液性化学毒剂，中毒事件常有发生。
3.目前，针对氰化物中毒生物样本常用的检测方法包括，目视比色法、分光光度法、气相色谱法、离子色谱法及色谱-质谱法等。其中，目视比色法和分光光度法等多利用氰化物和显色物质间的定量反应，灵敏度在0.01～1mg/l水平，特异性较差。在色谱方法中，氰化物自身属于高极性小分子物质，除需衍生化或选择特殊类型的色谱柱外，中毒生物样品前处理过程复杂、耗时，使得上述方法仅适用于实验室检测。表面增强拉曼光谱技术具有灵敏度高、指纹谱准确识别、检测速度快、适用于现场快速检测等优点。特征指纹峰位表明某种物质的特定官能团，可用于作为物质定性分析的手段，可以对痕量样品快速检测、操作简便。在投毒现场，可以对从原辅料到半成品及成品的任何物质进行检测与鉴定，并立即得到结果。
4.然而，目前基于表面增强拉曼光谱的氰化物快速检测技术报道的较少，现有的方法灵敏度很难达到5ppb。


技术实现要素：

5.基于上述技术问题，本发明提供了一种共聚维酮修饰的sers基底以及基于该基底的sers检测方法，能够实现对氰化物中毒样品的快速、痕量检测，检出限能达到5ppb，在氰化物中毒现场快速检测中具有良好的应用前景。
6.本发明具体方案如下
7.本发明目的之一在于，提供了一种共聚维酮修饰的sers基底，包括：衬底、贵金属纳米颗粒、共聚维酮；所述贵金属纳米颗粒附着于衬底上，共聚维酮附着于贵金属纳米颗粒表面。
8.优选地，贵金属纳米颗粒选自金纳米颗粒、银纳米颗粒或铜纳米颗粒。
9.优选地，衬底为硅片。
10.本发明所述共聚维酮修饰的sers基底，以共聚维酮对贵金属纳米颗粒进行修饰。一方面，使得sers基底表面富含共聚维酮分子，共聚维酮分子具有良好的粘结性、成膜性，能够使贵金属纳米颗粒排列致密、稳定成膜，形成大量sers热点，有利于吸附、特异性检测氰化物；另一方面，共聚维酮作为水溶性物质，与同为水溶性的氰化物之间的亲和力较强，使氰化物分子能够靠近贵金属纳米颗粒表面，对氰化物的信号增强起关键作用。
11.本发明目的之二在于，提供了所述的共聚维酮修饰的sers基底的制备方法，包括：
s1、将贵金属纳米颗粒溶胶离心浓缩，加入超纯水进行稀释，得到稀释的贵金属纳米颗粒溶胶；s2、将共聚维酮水溶液与稀释的贵金属纳米颗粒溶胶混合，搅拌，离心浓缩，超声均匀，得到混合溶胶；s3、将混合溶胶滴加在衬底上，干燥即得。
12.优选地，s1中，离心浓缩为倍数为80-110倍。
13.优选地，s2中，共聚维酮水溶液的浓度为1
×
10-6-8
×
10-6
mol/l。
14.优选地，s2中，共聚维酮水溶液与贵金属纳米颗粒溶胶的体积比为1-1.05:1。
15.优选地，s2中，采用磁子搅拌0.5-1h，转速为2000-4000r/min。
16.本发明目的之三在于，提供了上述任一种共聚维酮修饰的sers基底或上述任一方法制备得到的sers基底在氰化物中毒样品检测中的应用。
17.优选地，用于茶水中氰化物的检测；具体检测方法包括：将碳酸铜与凹凸棒土均匀混合，将固体混合物封装入纺锤状塑料管，压实并两端用滤膜阻隔；取含有氰化物的茶水，将其注入固体混合物中至固体混合物被全部浸润，静置；吸取超纯水，注入含有茶水的固体混合物至纺锤状塑料管另外一端有液滴溢出时止；将一滴溶液滴加在共聚维酮修饰的sers基底表面进行sers检测。
18.在具体检测过程中，以碳酸铜和凹凸棒土的固体混合物作为吸附剂，能够特异性的吸附氰化物中毒样品中的氰化物。
19.本发明有益效果为：
20.本发明提供了一种以共聚维酮对贵金属纳米颗粒进行修饰得到的增强基底，该sers基底对氰化物的吸附能力强、增强效果显著，将其用于投毒现场茶水中氰化物的检测，不仅样品处理以及整个检测过程操作简单，快速高效，而且对茶水中氰化物的检出限能达到5ppb，能够实现痕量检测。
附图说明
21.图1为采用实施例1所述sers基底对茶水中氰化物检测的sers图；
22.图2为采用对比例1所述sers基底对茶水中氰化物检测的sers图；
具体实施方式
23.下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明，但是应该明确提出这些实施例用于举例说明，但是不解释为限制本发明的范围。
24.实施例1
25.一种共聚维酮修饰的sers基底，包括：硅片、金纳米颗粒、共聚维酮；所述金纳米颗粒附着于硅片上，共聚维酮附着于金纳米颗粒表面。
26.其制备方法如下：s1、将1ml金纳米颗粒溶胶离心浓缩100倍后，加入超纯水，稀释至50μl，得到稀释的金纳米颗粒溶胶；s2、取1
×
10-6
mol/l共聚维酮水溶液50μl与s1得到的稀释的金纳米颗粒溶胶混合，用磁子搅拌30min，转速为3000r/min，离心浓缩至15μl，超声均匀，得到混合溶胶；s3、取8μl混合溶胶滴加在干净的硅片衬底上，干燥即得。
27.本实施例所述共聚维酮修饰的sers基底用于茶水中氰化物的检测，具体方法如下：
28.将碳酸铜和凹凸棒土均匀混合，将固体混合物封装入纺锤状塑料管，压实并两端
用滤膜阻隔；用带针头的5ml注射器吸取含有氰化物的茶水2ml后，拔掉针头，将注射器顶端与纺锤状塑料管接口处对接，向碳酸铜和凹凸棒土的固体混合物中注入茶水至固体混合物被全部浸润，静置1min；用注射器吸取超纯水，缓慢注入含有茶水的固体混合物直至纺锤状塑料管另外一端有液滴溢出时止；将一滴溢出的溶液滴加在共聚维酮修饰的sers基底表面进行sers检测。
29.其sers图如图1所示，可以看出在2135cm-1
处可观察到明显的氰根(cn-)特征峰。同时，本实施例还证明了采用本发明sers基底对茶水中氰化物的检出限能达到5ppb，能够实现痕量检测。
30.实施例2
31.一种共聚维酮修饰的sers基底，包括：硅片、银纳米颗粒、共聚维酮；所述银纳米颗粒附着于硅片上，共聚维酮附着于银纳米颗粒表面。
32.其制备方法如下：s1、将1ml银纳米颗粒溶胶离心浓缩80倍后，加入超纯水，稀释至50μl，得到稀释的银纳米颗粒溶胶；s2、取6
×
10-6
mol/l共聚维酮水溶液52.5μl与s1得到的稀释的银纳米颗粒溶胶混合，用磁子搅拌60min，转速为2000r/min，离心浓缩至15μl，超声均匀，得到混合溶胶；s3、取8μl混合溶胶滴加在干净的硅片衬底上，干燥即得。
33.对比例1
34.一种sers基底，包括：金纳米颗粒和硅片，金纳米颗粒附着于硅片上；其制备方法为：将1ml的金纳米颗粒溶胶离心浓缩100倍后，加入超纯水，稀释至50μl，得到稀释的金纳米颗粒溶胶；取8μl金纳米颗粒溶胶滴加在干净的硅片衬底上，干燥即得。
35.采用与实施例1相同的方法，在本对比例所述sers基底上对茶水中的氰化物进行检测，其sers图如图2所示。可以看到，在2135cm-1
处未观察到氰根(cn-)特征峰，表明未经共聚维酮修饰的sers基底无法实现样品中氰化物的特异性、痕量检测。
36.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。