静电纺丝制备柔性表面增强拉曼散射基底及其对农药残留快速检测

发布时间：2021-04-12 20:39

　　表面增强拉曼散射（SERS）技术已经成为生物物理、生物医学和环境科学中分子特异性和高灵敏度检测最广泛使用的光谱方法之一。除了其高灵敏度外,SERS还有其他优点,如激发波长范围宽和谱带分辨率高等。SERS可进行现场检测,具有无可比拟的优势,在未来检测中具有巨大的潜能。因此开发一种应用于现场样品高效原位检测的SERS分析方法成为表面拉曼光谱领域的研究重点。常见SERS基底所用衬底为刚性材料,无法满足实际测样需要。柔性SERS基底因具有好的机械力度、便于携带、可裁剪大小等优点,能满足实用化要求。迄今为止,许多柔性衬底已被广泛使用,如胶带、石墨烯和滤纸等,但都存在各自的问题。另外,三维网状结构的SERS基底,可增加表面样品的采集率。SERS技术在实际检测中的应用,急需大规模制备成本低廉、高增强因子的SERS基底。本论文将静电纺丝技术与SERS活性贵金属纳米粒子相结合,制备出了三种高性能的SERS三维基底,用于对农药残留的检测。主要研究内容如下:1、通过静电纺丝技术制备了疏水聚（苯乙烯-丁二烯）（SB）电纺纤维膜,该纤维膜天然的疏水性,有助于在一个很小的区域内固定银溶胶,限制了其随意扩散,可提供... 

【文章来源】：上海师范大学上海市

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

拉曼散射和瑞利散射能级跃迁示意图[14]

绪论上海师范大学硕士学位论文8些材料不易弯曲、易碎，在与实际样品进行表面分析时无法充分接触检测。在面对粗糙表面或小孔的表面时，无法进行表面分析。柔性SERS基底因具有良好的机械性能、便于携带等优势，能与实际样品表面充分接触且能快速提取分析物。通过擦拭、包裹或者黏贴等方式，柔性SERS基底可对复杂样品进行快速、高效测定。因此，柔性SERS基底在实际检测应用中有着十分重大的意义。迄今为止，关于柔性SERS基底的文献主要可分为三类：（1）基于柔性器件的SERS基底；（2）基于柔性碳材料的SERS基底；（3）基于柔性聚合物的SERS基底。1.4.1基于柔性器材的SERS基底多数的柔性器件，如滤纸、棉签、色谱纸等，具有价格便宜、粗糙表面、易于制备等优点，在柔性SERS衬底中被广泛使用。许多课题组也通过贵金属纳米粒子负载在这些材料上，以此构建柔性衬底。Vo-Dinh[55]等科研工作者早在1984年就成功制备出柔性SERS衬底，通过将银纳米粒子蒸镀到负载聚苯乙烯（PS）微球的滤纸上并通过于痕量有机物的检测。随后，有关柔性器件SERS衬底研究工作不断报道，许多课题组也开始致力于相关实验。Lee[56]及其小组成员用浸泡金纳米棒的滤纸进行了SERS测定，通过对玻璃片表面的苯二硫醇擦拭，最低检测限为140pg/cm2。Choi[57]等人用烷基酮二聚体处理滤纸，进行疏水化处理，通过优化银纳米粒子浓度，实现对农残福美双和福美铁的直接检测（如图1-3所示）。Novara[58]等人采用浸涂法对负载在滤纸上的不同纳米粒子进行系统研究，通过对滤纸的不同孔隙率、溶胶不同浓度等探讨，以4-巯基苯甲酸为探针，实现了对嘌呤的分析。图1-2滤纸SERS试纸条用于对试剂样品检测示意图[56]

上海师范大学硕士学位论文绪论9图1-3基于滤纸的SERS传感器制造工艺原理图[57]除了滤纸之外，胶带也是一种非常好的柔性材料。它不仅柔软还有粘性，完全符合柔性SERS衬底的特点。Jiang[59]等人描述了一种以阵列纳米结构形式用SERS活性银纳米棒装饰的柔性胶带，胶带是通过“黏贴和剥离”将银纳米棒纳米结构从硅转移到透明胶带上来构建的。通过将SERS胶带粘贴到要分析的位置上，进行检测。商业胶带的透明，粘性和柔韧性能使几乎所有不具有SERS活性的不规则表面都就地检测到。实验中给出了分析应用的三个检测场景，四甲基秋兰姆二硫化物和噻菌灵（两种农药）；书写笔凝胶中的着色剂和荧光基若丹明B。在苹果表面上快速检测到四甲基秋兰姆二硫化物，最低检测限为28.8ng·cm2。结果表明SERS胶带可用于多种原位检测。

【参考文献】：
期刊论文
[1]胶体金法吡虫啉快速检测卡对蔬菜中吡虫啉农药残留快速检测的效果初探[J]. 赵哲.  上海农业科技. 2017(04)
[2]表面增强拉曼散射（SERS）衬底的研究及应用[J]. 董前民,杨艳敏,梁培,李晓艳,王乐.  光谱学与光谱分析. 2013(06)
[3]红外和拉曼光谱用于对丝蛋白构象的研究[J]. 周文,陈新,邵正中.  化学进展. 2006(11)

博士论文
[1]基于拉曼效应的光与原子相互作用的研究及应用[D]. 邱诚.华东师范大学 2016



本文编号：3133947