[发明专利]基于表面增强拉曼检测溶液中铜离子浓度的方法

说明书

本发明公开了一种基于表面增强拉曼检测溶液中铜离子浓度的方法。该方法采用卟啉修饰的表面增强拉曼基底来检测溶液中铜离子浓度；包括：卟啉修饰表面增强拉曼基底，浸泡在待测溶液中，根据浸泡前后基底检测的特征拉曼峰峰强和峰位是否发生变化，判断待测溶液是否存在铜离子；卟啉修饰后基底吸附不同浓度铜离子样品，吸附前后的基底分别进行拉曼测试、主成分分析，得到主成分得分值；以卟啉探针得分值与铜离子样品的得分值的差值与铜离子的浓度作图并拟合，获得标准曲线，对铜离子浓度进行定量分析。该方法不仅具备较高的检测灵敏度、较快速的检测时间以及较好的选择性，还能够满足于现场测试的要求。

技术领域

本发明涉及痕量物质检测技术领域，尤其涉及一种基于表面增强拉曼检测溶液中铜离子浓度的方法。

背景技术

铜离子是人体的一种必需元素，铜离子的缺乏将导致人体新陈代谢的紊乱。而过多的铜离子也会对人体的健康造成损害，如造成肾脏的损伤和肠胃的紊乱。同时，过多的铜离子也会造成环境污染，带来藻类的死亡。因此，对环境中铜离子的检测具有重要的意义。

目前，检测铜离子的主要方法有原子荧光光谱法、液相色谱-质谱法和原子吸收光谱法等方法，但是它们存在检测时间长，检测设备昂贵且需要对设备熟练的技术人员才能得到可靠的结果，并且极不适用于现场的铜离子浓度的检测，一些情况下需要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，而在运输过程中易引入其他干扰物质，从而影响铜离子分析的准确性。

发明内容

基于上述问题，本发明的目的在于提供一种检测速度快、灵敏度高、具有较好选择性的基于表面增强拉曼检测溶液中铜离子浓度的方法。

上述目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供的一种基于表面增强拉曼检测溶液中铜离子浓度的方法，采用卟啉修饰后的表面增强拉曼基底来检测溶液中铜离子的浓度，包括：卟啉修饰表面增强拉曼基底，浸泡在待测溶液中，根据浸泡后基底检测的特征拉曼峰峰强和峰位相对于卟啉探针(卟啉修饰后基底)检测的特征拉曼峰峰强和峰位是否发生变化，判断该待测溶液中是否存在铜离子；卟啉修饰后基底吸附不同浓度铜离子样品，对卟啉探针和吸附不同浓度铜离子样品基底进行拉曼测试、背底扣除和面积归一化处理，并对处理后的拉曼测试光谱进行主成分分析，得到卟啉探针得分值和铜离子样品得分值；以卟啉探针得分值与铜离子样品得分值的差值和铜离子的浓度作图并拟合，获得检测铜离子浓度的标准曲线，进而对待测溶液中铜离子浓度进行定量分析。

优选地，所述方法包括以下步骤：制备表面增强拉曼基底a1；将基底a1浸泡于卟啉溶液中，浸泡时间为15min～40min，用乙醇进行冲洗，并于空气中干燥，得到卟啉修饰后的基底b1；采用便携式拉曼仪对基底b1进行拉曼测试，得到拉曼谱图b2；将基底b1置于不同浓度的铜离子样品溶液中浸泡，得到吸附了不同浓度的铜离子样品的基底c1，将c1置于空气中干燥，进行拉曼测试，得到拉曼谱图c2；将拉曼谱图b2与拉曼谱图c2进行扣背底，面积归一化，将归一化的谱图b2和c2进行PCA分析(主成分分析)，得到b2得分值(即卟啉探针的拉曼光谱得分值)和c2得分值(卟啉化合物修饰基底吸附不同浓度的铜离子样品的拉曼光谱得分值)；以b2和c2得分值的差值为纵坐标，铜离子的浓度为横坐标作图并拟合，获得检测铜离子浓度的标准曲线进而对铜离子浓度进行定量分析。

优选地，所述卟啉溶液浓度范围为5×10^-3mol/L～5×10^-6mol/L。

优选地，基底b1浸泡在铜离子样品溶液中的时间为20min～60min。

优选地，采用5,10,15,20-四(4-羧基苯基)卟啉化合物(TCPP)对表面增强拉曼基底进行修饰，TCPP结构式为：