[发明专利]流动注射表面增强拉曼光谱测定水体中铜的检测装置及检测方法

说明书

技术领域

    本发明属于水体中铜的检测方法领域，具体地说是一种现场、快速、灵敏的流动注射表面增强拉曼光谱测定水体中铜的检测装置及检测方法。基于吸附在纳米金胶上的环糊精分子能产生表面增强拉曼效应，水中铜与4-氨基苯硫酚产生的络合物能降低吸附在纳米金胶上的环糊精分子所产生的表面增强拉曼峰强度，同时表面增强拉曼峰强度降低的程度与水体中铜元素的浓度具有线性关系，利用流动注射技术，通过空白溶液和被测水样所产生的表面增强拉曼峰强度的差别测量水中铜的方法。

背景技术

铜元素是水中金属元素的一种，过量的铜对人体的危害非常大。游离态铜离子对人体的危害要比配合态铜大得多。过量的铜离子对许多水生生物有极大的负作用，是因为它与蛋白质中的巯基结合，干扰巯基酶的活性，如在珊瑚、水草等生态体系中若有过量的铜离子,将很快生物毙命。铜是动植物所必须的微量元素，人体缺铜会造成贫血、腹泻等疾病，但是过量的铜对人和动植物也可造成危害。因此水中铜的检测显得十分重要。

目前，铜元素检测的方法很多，有原子吸收分光光度法、分光光度法、电热蒸发- 电感耦合等离子体发射光谱法、质谱法或石墨炉原子吸收法等技术。这些方法共性是需要昂贵的仪器，操作复杂，持续时间长，需要专门的技术人员来完成，试剂消耗量大，而且有些方法还不同程度的引入了对人体有害的有机溶剂，产生二次污染。同时多数方法需要价格昂贵大型仪器，另外方法都是采用现场取样后到实验室分析的模式，即不能实现现场、实时测量的方式，样品运输过程以及处理过程易引入其他干扰物质，影响分析的准确性。因此这个过程对于痕量级元素分析，不可能保证不会出现二次受污的可能性，而且对于复杂多变的水体环境，例如：元素形态受时空影响大；多数又处于相互关联、相互影响的状态；环境中温度压力变化大，其结果的准确性和可靠性受到质疑，从而不能确切掌握水质现状及其异常变化。

发明内容

本发明提供了一种现场、快速、灵敏的流动注射表面增强拉曼光谱测定水体中铜的检测装置及检测方法方法。

为了达到解决上述技术问题的目的，本发明的技术方案是：

流动注射表面增强拉曼光谱法测量水体中铜的检测装置，其特征是由表面增强拉曼光谱检测室（8）、拉曼光谱系统（12）、控制装置（14）、数据处理系统(13)、样品蠕动泵（3）、络合剂蠕动泵（5）以及盐酸溶液蠕动泵（6）组成，其中，表面增强拉曼光谱检测室（8）通过管路分别与样品蠕动泵（3）、络合剂蠕动泵（5）以及盐酸溶液蠕动泵（6）连接，所述表面增强拉曼光谱检测室（8）与数据处理系统（13）和控制装置（14）连接，所述的表面增强拉曼光谱检测室（8）设置有温控装置。

所述的表面增强拉曼光谱检测室（8）为U型，表面增强拉曼光谱检测室（8）的底部设有陶瓷基片（12），陶瓷基片（12）上面贴附多孔纳米金薄膜（10），所述的多孔纳米金薄膜（10）的表面耦合有环糊精化合物，样品从陶瓷基片表面通过。

于所述的管路采用聚四氟乙烯材料制成。

流动注射表面增强拉曼光谱测定水体中铜的方法的检测装置的检测方法，所述方法通过所述检测装置按下述步骤进行：

（1）通过泵输送被测样品溶液；

（2）样品溶液在泵的作用下先后与盐酸溶液管路中的盐酸溶液，以及络合剂4-氨基苯硫酚溶液管路中的络合剂混合，混合比例为：样品溶液与盐酸溶液为：1:0.2-1:0.5，样品溶液与络合剂为：1:2-1:5；

（3）混合溶液通过所述表面增强拉曼光谱检测室，4-氨基苯硫酚与水体中铜选择性形成络合物通过U型检测室底部内部时与多孔纳米金薄膜表面耦合的环糊精化合物产生偶氮化反应，使之产生的表面增强拉曼光谱峰强度降低。所述温控装置控制温度至规定的温度范围；

（4）拉曼光谱仪对流通过的溶液所发出的光信号进行采集放大，并转换成电信号送入微型计算机数据处理系统，数据处理装置对得到的空白信号与样品信号进行计算，再根据信号降低的程度和标准样品的信号降低的程度对应关系，计算出水体中铜的浓度，并进行显示、打印输出。

在本发明中，还具有以下技术特征，所述的水样流量为1.0-5.0ml/min 。

在本发明中，还具有以下技术特征，所述的盐酸溶液流量为0.5-1.0ml/min，pH范围为3.00～4.00。

在本发明中，还具有以下技术特征，所述的络合剂流量为5.0-10.0ml/min，浓度为（1.0-1.5）×10-3 mol/L。