《金屬納米結構SERS效應在食品安全檢測中的套用研究》是依託上海師範大學，由肖桂娜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：金屬納米結構SERS效應在食品安全檢測中的套用研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：肖桂娜
- 依託單位：上海師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
表面增強拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering，SERS)光譜是一種先進的表面分析技術，它可以將吸附在金屬表面或附近的分子的拉曼信號大大增強。由於它具有快速、靈敏度高、選擇性好、最低樣品製備要求的特點，被視為食品安全檢測領域一種強大的技術。如何獲得可重複性好、穩定性高、增強能力強的SERS活性基底，是該技術套用的關鍵。本項目在二氧化矽納米球單層陣列上，採用真空鍍膜技術製備帽狀金屬納米結構基底，並研究其表面電漿共振和表面增強拉曼散射特性。探討基底的SERS活性與表面電漿共振之間的關係。通過剪裁核粒徑與帽厚度的相對比例，實現其等離子共振峰在紫外、可見和近紅外波段範圍可調諧的性質。基於基底的SERS效應，對非法食品添加物（三聚氰胺、蘇丹紅、孔雀石綠）的表面增強拉曼散射光譜進行定性和定量檢測；發展帽狀金屬納米結構增強拉曼光譜法在食品安全檢測中的套用。
結題摘要
表面增強拉曼散射(SERS)光譜是一種先進的表面分析技術，它可以將吸附在金屬表面或附近的分子的拉曼信號大大增強。而利用SERS技術作為一種常規分析和診斷工具面臨的一個主要挑戰是如何製備均勻、可重複、穩定的活性基底。本項目設計並製備了三種可重複、穩定的金屬納米結構SERS活性基底，並成功套用於檢測非法食品添加物。主要研究結果如下：1. 在二氧化矽納米球自組裝單層膜表面，採用濕化學還原法生長Au薄膜製備了帽狀金納米結構陣列。以孔雀石綠為探針分子，對帽狀金納米結構陣列的SERS活性進行了研究。獲得了孔雀石綠高質量、穩定和可重複的SERS光譜。2. 採用真空磁控濺射法在聚苯乙烯納米球單層膜表面沉積貴金屬銀製備了帽狀銀納米結構陣列，也稱為銀薄膜納米球結構(AgFON)。以AgFON為基底，對孔雀石綠和三聚氰胺水溶液的SERS光譜進行探測。研究表明AgFON基底的拉曼增強因子高達1012。該基底對孔雀石綠的檢測限低於10-8 mol/L，且在10-4-10-8 mol/L範圍內具有較好的線性關係；對三聚氰胺水溶液的檢測限低於0.1 mg/L，在2-100 mg/L範圍內具有較好的線性關係(相關係數為0.9887)；對嬰兒配方奶粉中摻雜的三聚氰胺分子也表現出良好的識別能力，而不需作額外的樣品預處理。此外，AgFON基底具有良好的均勻性(特徵峰強度的相對標準偏差RSD為9.01%)和重複性(RSD為8.60%)。2. 紙基SERS基底由於低成本和高靈活性越來越受到人們的關注。我們以稱量紙為襯底，結合凹版印刷還原氧化石墨烯(RGO)和噴墨列印銀納米粒子(AgNPs)技術發展了一種高效的SERS基底。以孔雀石綠和羅丹明6G作為探針分子，對基底的SERS增強性能進行了評價。研究發現RGO/AgNPs複合結構比純銀納米粒子基底具有更高的增強能力。RGO/AgNPs基底的增強因子高達109，對孔雀石綠和羅丹明6G的最低檢測極限均低於10-7 mol/L。在10-4-10-7 mol/L濃度範圍內獲得了較好的線性關係，其線性相關係數分別為0.9996和0.9983。此外，RGO/AgNPs基底具有良好的可重複性(RSD小於4%)和均勻性(572個點RSD為7.90%)，以及高的長久穩定性(RSD小於7.19%)。結果表明製備的金屬納米結構在生物化學檢測和食品安全監測領域具有潛在的套用前景。
