[发明专利]一种基于表面拉曼增强技术快速检测土壤水解氮的方法

说明书

本发明公开了一种基于表面拉曼增强技术快速检测土壤水解氮的方法，包括：步骤1，对土壤依次进行风干、研磨、筛分，得到粒径不大于0.18mm的土壤样本；步骤2，将土壤样本与水混合，得到土壤溶液；步骤3，对土壤溶液依次进行涡旋振荡、离心、过滤，得到土壤上清液；步骤4，检测土壤上清液的拉曼光谱，在检测过程中，采用拉曼增强剂对拉曼信号进行表面增强；步骤5，依据公式计算得到土壤中水解氮的含量。本发明提供的基于表面拉曼增强技术快速检测土壤水解氮的方法，能够实现土壤水解氮的快速、廉价、简便、准确的检测。

技术领域

本发明涉及土壤成分检测技术领域，具体涉及一种基于表面拉曼增强技术快速检测土壤水解氮的方法。

背景技术

氮是维持植物生长发育的重要动力，也是植物生长的物质基础。植物中氮素营养的来源主要是土壤中的水解氮。水解氮，也称为有效氮，是铵态氮和硝态氮、氨基酸、酰胺、易水解的蛋白氮的总称。精确测定土壤水解氮有利于科学合理施肥。酸解、碱解扩散法和碱解蒸馏方法是土壤水解氮测定的传统方法，然而，这些方法既复杂又耗时，其他方法检测主要包括高效液相色谱法、荧光定量、离子交换色谱、毛细管电泳联法，这些方法具有准确、灵敏度高等特点，但前处理复杂、成本高、检测时间长，检测仪器昂贵，难以满足大规模在线、低成本、高速度的检测要求。

拉曼光谱(Raman spectra)，是一种散射光谱，拉曼光谱分析法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应，其原理是：对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息。表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Ramanspectroscopy，SERS)技术是指分子吸附到某些纳米级粗糙金属(如金、银、铜)的表面或溶胶中，使吸附物质的拉曼信号成几何倍数的增强。SERS技术能实现对微量样品和单分子的快速检测，同时，也是一种灵敏度高的指纹光谱，具有仪器易于携带、操作简单、前处理方便等特点。近年来，国内外很多学者应用表面增强拉曼光谱对微量样品和单分子的快速检测进行了研究。

植物油中的叶绿素铜、盐酸哌替啶注射液，脐橙皮中的三唑磷残留，地西泮注射液，水中的炭疽病生物标志物等物质实现了利用表面增强拉曼光谱的快速检测，然而，对氮和土壤氮的表面增强拉曼光谱的研究较少。Torres等跟踪测定含氮药物干枯的银胶体，结果表明，在银溶胶SERS可以成功地应用于含氮药物的定性测定。Li等人用表面增强拉曼光谱结合稳定同位素探测到体积和单细胞水平监测氮同化，结果表明，无损SERSSIP方法将不仅可识别活性氮的同化细胞，也可以使拉曼激活细胞分选和进行基因组分析。Vlasov等使用514.5nm和413.1nm激光对超纳米金刚石薄膜

(UNCD)在富氩微波等离子体氮气在0-25％添加量的增长进行研究，结果表明，第一和第二无序石墨和聚乙炔为RS，可以应用于检测和不同氮含量分析。

发明内容

本发明提供了一种基于表面拉曼增强技术快速检测土壤水解氮的方法，能够实现土壤水解氮的快速、廉价、简便、准确的检测。

一种基于表面拉曼增强技术快速检测土壤水解氮的方法，包括：

步骤1，对土壤依次进行风干、研磨、筛分，得到粒径不大于0.18mm的土壤样本；

步骤2，将土壤样本与水混合，得到土壤溶液；

步骤3，对土壤溶液依次进行涡旋振荡、离心、过滤，得到土壤上清液；

步骤4，检测土壤上清液的拉曼光谱，在检测过程中，采用拉曼增强剂对拉曼信号进行表面增强；

步骤5，依据以下任意一个公式计算得到土壤中水解氮的含量：

Y＝0.0156x₁-9.4974；

Y＝0.01x₂-13.125；