[发明专利]一种新型的百草枯检测方法

说明书

一.本发明所属技术领域

环境分析领域

二.本发明的技术背景

拉曼光谱(RS)技术是以拉曼散射效应为基础建立起来的分子结构表征技术，常规拉曼光谱技术在晶体性质、分子结构和分析化学等领域有广泛的应用。而表面增强拉曼散射(SERS)更由于其高探测灵敏度、高分辨率、水干扰小、可猝灭荧光、稳定性好及适合研究界面等特点，被广泛应用于表面研究、吸附物界面表面状态研究、生物大分子的界面取向及构型、构象研究和结构分析等。

自1974年Fleischmann等第一次在吡啶吸附的粗糙银电极上观察到SERS效应以来，研究者在该领域做出了大量的工作。SERS基底的制备是SERS领域的研究热点之一，并不断向着制备方便、稳定性好、信号强的方向努力。尽管SERS技术得到了广泛的应用，但制备出符合要求的纳米结构表面在实验上仍然是一个挑战。利用纳米技术获得SERS活性基底的最大优势是：(1)可以获得纳米尺度下形状及大小基本可控的粗糙表面；(2)制备可模拟“粗糙表面”的各种有序纳米结构表面，定量研究SERS增强机理；(3)便于寻找产生强SERS效应的最佳实验条件。贵金属溶胶颗粒法是目前表面增强拉曼光谱中最常用的SERS活性基底。采用贵金属，如金、银溶胶制备SERS活性基底，可以获得均一形状的金属粒子，直径通常在10nm～100nm范围内，粒径分布范围较窄，适用范围广泛，而且可以在空气中长期放置，比较稳定。

百草枯(PQ)又名对草快、克芜踪，是有机杂环类接触性脱叶剂及除草剂，百草枯与光泽精、敌草快同属于紫精类化合物。目前百草枯在全世界120多个国家、50多种作物上广泛使用。作为一种特效除草剂，其作用是人类认可的，但是百草枯给人类健康带来的隐患也是不容忽视的。1966年，英国Bullvant首次发现了2例PQ意外中毒死亡事件，随后世界各地相继报导了PQ中毒事件。PQ中毒死亡率普遍介于25％～76％之间，还有个别国家报导的死亡率高达80％以上。由于PQ中毒尚无特效解毒剂，因此PQ中毒已引起世界各国的关注，但目前还没有比较系统的关于百草枯中毒预后因素的研究。作为百草枯生产大国之一，在我国的一些农业大省例如山东省等，百草枯中毒率一直居高不下，并且已经成为内科常见的急危病症之一。

本发明合成了一种核壳式Fe₃O₄/银磁性纳米颗粒，并将其用于水体中百草枯的富集与检测，利用便携式拉曼光谱仪得到了PQ的拉曼特征峰。通过一系列实验证明本发明采用的分析方法操作简便，可以实现PQ的快速检测。

三.本发明的发明内容

通过下面的描述来阐明本发明的主要内容和本发明的特征。

本发明涉及一种新型百草枯检测方法，该方法以核壳式Fe₃O₄/Ag磁性纳米颗粒作为SERS基底，将其用于水体中百草枯的快速富集，通过便携式拉曼光谱仪，得到了百草枯的SERS谱图。

本发明首先合成了Fe₃O₄纳米颗粒，利用硅烷修饰Fe₃O₄表面后，将其分散于硝酸银溶液中，在还原剂盐酸羟胺的作用下，制备得到核壳式Fe₃O₄/Ag磁性纳米颗粒，这种复合颗粒兼具Fe₃O₄的磁性与纳米银颗粒的拉曼增强性能。将制备出的Fe₃O₄/Ag磁性纳米颗粒分散到一定浓度的PQ溶液中，由于PQ分子的主体官能团与磁性纳米颗粒表面存在化学作用，因此它可以迅速被吸附在磁性颗粒外层银壳表面，利用外加磁场将分散在溶液中的磁性颗粒进行回收后，通过便携式拉曼光谱仪即可以检测到PQ的拉曼特征峰。

四.附图说明

附图1为本发明制备的Fe₃O₄纳米颗粒的XRPD图谱。由XRPD图谱可以看出制备得到的Fe₃O₄为比较纯净的晶体，根据谢乐公式计算得到的颗粒直径约为11nm。

附图2为本发明制备的核壳式Fe₃O₄/Ag磁性纳米颗粒的透射电镜照片，实验结果表明制备出的核壳式Fe₃O₄/Ag磁性纳米颗粒大小均匀，平均粒径小于20nm。