基于金纳米棒阵列的表面增强拉曼技术检测农药残留的方法研究

发布时间：2020-07-23 03:45

【摘要】：食品中的农药残留对人们的健康产生了威胁,这对食品中农药残留的检测提出了要求。传统的检测方法耗时耗力,迫切需要一种便捷,灵敏,准确的方法用于农残检测。表面增强拉曼(SERS)技术检测迅速、灵敏,近年来,在果蔬的农残检测中受了广泛关注。本文以快速检测苹果中农药残留的方法研究为目的,首先通过蒸发自组装的方式,合成了增强效果好,检测结果稳定的金纳米棒阵列SERS基底,随后将基底用于噻菌灵的SERS检测,最后将基底用于混合农药体系的SERS检测。本文的主要研究内容与结论如下:(1)金纳米棒阵列SERS基底的制备。使用种子介导法合成了金纳米棒,并采取蒸发自组装的方式合成了金纳米棒竖直阵列,使用紫外可见分光光度计,扫描电镜,粒径统计等方式对金纳米棒进行表征。结果表明,控制硝酸银与种子溶液的用量可以得到不同形态金纳米棒。在一定范围内,硝酸银用量的增加可以提高金纳米棒的均匀性,而金种子用量增加会使金纳米棒的直径变小,长度变长。金纳米棒的长径比和硅片的表面性质会影响竖直阵列的形成。最终,使用长径比为2.3的金纳米棒在亲水性硅片上得到了效果最好的金纳米棒竖直阵列。使用罗丹明6G(R6G)探针分子对基底的拉曼特性进行表征,其增强因子为2.1×10~5,检测结果的相对准偏差为17.10%。(2)基于金纳米棒阵列的噻菌灵农药SERS检测。首先对噻菌灵拉曼特征峰进行了指认,随后建立了噻菌灵的浓度与其SERS光谱1008 cm~(-1)处特征峰强度的线性关系,标准曲线为y=279.8x+102.3,线性范围为0.1~10 mg/L,决定系数为0.993,检测限为0.071 mg/L。使用建立的标准曲线对苹果中的噻菌灵样品进行定量分析,并与高效液相色谱法(HPLC)的结果进行对比,相关性为0.9999。通过计算SERS结果与加标量进行截距为零的线性拟合时的斜率,得到补偿系数,对检测结果进行校正。补偿系数为2.16,校正后回收率为95.2%~119.9%。(3)基于金纳米棒阵列的混合农药SERS检测。首先在1382 cm~(-1)特征峰处建立了福美双的定量标准曲线y=480.25x+199.54,线性范围为0.1~10 mg/L,决定系数为0.982,检测限为0.087 mg/L。随后对噻菌灵和福美双的混合农药溶液进行定量分析,并使用自建模混合分析(Self-modeling mixture analysis,SMA)降低两种农药SERS光谱的相互干扰,处理后的回收率分别为71.6%~90.4%和63.0%~89.4%。最后,基于SMA和补偿系数,对混合农药加标的苹果样品中的噻菌灵残留进行了SERS检测,其回收率为95.0%~100.0%。
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O657.37;TS207.53
【图文】：

示意图,药残,中农,示意图

分光光度法结合，取得了极佳的效果。Va物模板，特异性检测农药乐果。ZnO 可光猝灭效应，从而识别和检测乐果。结L 之间存在线性关系，检测限为 0.006 m检测rface-enhanced Raman spectrascpoy, SER物接近、吸附或者连接到增强基底上，从，得到的增强拉曼信号可以用于目标物，在用于农药的痕量检测上具有独特的型：液体食品中的农残检测，果蔬表面

噻菌灵,苹果,基底,果蔬

液体食品因其基质比较均匀，非常适用于 SERS 检测，是最常见的检测类型。在检测时，通常将食品基质简单提取或直接进行稀释，随后用于 SERS 检测，如图 1-1 a)所示。Dai 等[20]使用二氧化钛和银纳米粒子复合基底，检测苹果汁中的福美双农药，经过简单的过滤后直接将样品用于 SERS 检测，得到低于 EPA 要求的检测限（7 ppm）；Alsammarraie 等[21]使用金纳米棒阵列基底检测牛奶中的西维因农药，将含有农药的牛奶样品离心后，取上清液滴到基底上进行 SERS 检测，检测限为 391 ppm。果蔬表面的农残 SERS 检测一般有两种方式：一种对果蔬表面的农残进行提取，随后转移到增强基底上检测；另一种是将增强基底覆盖到果蔬表面进行检测，如图 1-1 b所示。He 等[22]采用擦拭法，使用棉签提取苹果表面的噻菌灵进行，并将其释放到甲醇溶液中，随后与银溶胶增强基底混合，用于 SERS 检测，检测限低于 0.1ppm，检测原理如图 1-2 所示。Kumar 等[23]制成了负载银纳米棒的柔性 PDMS 基底，将其贴合到苹果的表皮上，原位检测苹果表皮上福美双，最低检出浓度为 10 9g/cm2，如图 1-3 所示。

福美双,苹果,噻菌灵,棉签

使用棉签提取苹果表面的噻菌灵强基底混合，用于 SERS 检测，检测[23]制成了负载银纳米棒的柔性 PDMS皮上福美双，最低检出浓度为 10 9g - 2 擦拭法对苹果表面的噻菌灵的 SERS 检ab-SERS for the TBZ determination on the p

【参考文献】