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一种复合SERS基底及其制备方法和应用与流程

2022-02-20 13:03:50 来源:中国专利 TAG:

一种复合sers基底及其制备方法和应用
技术领域
1.本发明涉及化工领域,具体涉及一种复合sers基底及其制备方法和应用。


背景技术:

2.随着人们生活水平的不断提高,对食品安全的关注也持续升高,蔬菜、水果等食品上的农药残留,特别是一些不易清除的内吸性农药给人类的健康带来了巨大的风险,容易造成遗传毒性、诱发癌症、影响肝脏功能、神经痉挛等不利后果,因此,开发快速、准确的农药残留检测方法显得尤为重要。常规检测方法有高效液相色谱法、液相色谱-质谱联用法、气相色谱-质谱联用法、离子交换色谱和荧光光谱法等,这些方法虽然灵敏度高,但是前处理复杂,耗时耗力,需要专业的人员操作,并且试剂价格昂贵,因此无法应用于现场原位检测。
3.表面增强拉曼光谱(sers)作为一种快速、准确、无损、灵敏的光谱技术,被广泛应用于食品安全,生物医学,环境评估等领域。为了将分子捕获在粒子间隙内提高信号增强效果以及将待测分子稳定捕获在表面提升稳定性,很多研究者将研究重点集中在基于mof的sers基底。非原位方法制备的mof-金属纳米粒子复合sers基底需要繁琐复杂的后期修饰,带电荷的mof和贵金属粒子容易团聚,分散性大大降低。修饰的分子或聚合物容易堵塞mof材料的孔道,影响mof的性能。此外,mof暴露的不饱和基团位点有限,修饰效果不尽如人意,往往很难实现贵金属纳米粒子的均匀分布。极大的影响复合sers基底的性能,重现性差。此外,目前农药、有机染料与传统贵金属材料结合能力弱,检测信号差,从而限制了复合sers基底在农药和有机染料检测方法的应用。


技术实现要素:

4.为了克服上述现有技术存在的问题,本发明的目的之一在于提供一种复合材料。
5.本发明的目的之二在于提供一种复合sers基底。
6.本发明的目的之三在于提供一种复合材料和/或一种复合sers基底的制备方法。
7.本发明的目的之四在于提供一种复合材料和/或一种复合sers基底在拉曼散射光谱检测中的应用。
8.本发明的目的之五在于提供一种复合材料和/或一种复合sers基底在检测食品中有机染料或农药残留中的应用。
9.为了实现上述发明目的,本发明所采取的技术方案是:
10.本发明第一方面提供了一种复合材料,包括mof材料及贵金属纳米粒子,所述mof材料表面原位负载所述贵金属纳米粒子,所述贵金属纳米粒子为核壳结构。
11.优选地,所述贵金属纳米粒子具有以下至少一个特征:
12.(1)所述贵金属纳米粒子的粒径为103nm~203nm;
13.(2)所述贵金属纳米粒子核的粒径为52nm~138nm;
14.(3)所述贵金属纳米粒子为核壳结构的金银纳米粒子,所述金银纳米粒子的核材
包括金、银中的至少一种;所述金银纳米粒子的壳材包括金、银中的至少一种。
15.优选地,所述金银纳米粒子的核材为金,壳材为银。
16.优选地,所述核壳结构的贵金属纳米粒子的粒径为129nm~169nm;进一步优选地,所述核壳结构的贵金属纳米粒子的粒径为140nm~160nm。
17.优选地,所述贵金属纳米粒子核的粒径为60nm~120nm;进一步优选地,所述贵金属纳米粒子核的粒径为65nm~117nm;再进一步优选地,所述贵金属纳米粒子核的粒径为80nm~117nm。
18.优选地,所述mof为二维材料或者三维材料;进一步优选地,所述mof为二维材料;再进一步优选地,所述mof为二维纳米片状。mof为金属-有机骨架材料是指过渡金属离子与有机配体通过自组装形成的具有周期性网络结构的晶体多孔材料。它具有高孔隙率、低密度、大比表面积、孔道规则、孔径可调以及拓扑结构多样性和可裁剪性等优点。
19.优选地,所述mof材料具有以下至少一个特征:
20.(1)所述mof材料为二维片状;
21.(2)所述mof材料的厚度为2~20nm;
22.(3)所述mof材料选自ni-mof、fe-mof、co-mof、cu-mof、zr-mof、eu-mof、zn-mof、mn-mof、cr-mof中的至少一种。
23.优选地,所述mof选自ni-mof、fe-mof、co-mof、cu-mof中的至少一种;进一步优选地,所述所述mof选自ni-mof、co-mof中的至少一种。
24.优选地,所述二维纳米片状的mof的厚度为5-15nm;进一步优选地,所述二维纳米片状的mof的厚度为8-12nm。
25.优选地,所述贵金属纳米粒子的壳材料、贵金属纳米粒子的核材料、mof材料的质量比为1:(0.3~10):(3100~15500);
26.优选地,所述贵金属纳米粒子的壳材料、贵金属纳米粒子的核材料的质量比为1:(1~8);进一步优选地,所述贵金属纳米粒子的壳材料、贵金属纳米粒子的核材料的质量比为1:(3~6);再进一步优选地,所述贵金属纳米粒子的壳材料、贵金属纳米粒子的核材料的质量比为1:(4~5)。当贵金属纳米粒子为核壳结构的金银纳米粒子且核为aunps时,则贵金属纳米粒子的壳材料为ag,贵金属纳米粒子的核材料为au。
27.优选地,所述贵金属纳米粒子的壳材料、mof材料的质量比为1:(3500~15000);优选地,所述贵金属纳米粒子的壳材料、mof材料的质量比为1:(5000~10000);优选地,所述贵金属纳米粒子的壳材料、mof材料的质量比为1:(5000~8000)。
28.本发明第二方面提供了一种复合sers基底,包括本发明第一方面所述的复合材料。
29.本发明第三方面提供了本发明第二方面提供的复合sers基底的制备方法,包括以下步骤:
30.s1:在mof材料表面通过原位生长法形成mof-贵金属纳米粒子核;
31.s2:将所述的mof-贵金属纳米粒子核、壳体贵金属源和还原剂混合反应,得到所述复合sers基底。本发明第一方面提供的复合材料的制备方法与复合sers基底的制备方面相同。
32.优选地的所述产物为所述的复合材料或所述的复合sers基底。
33.优选地,所述步骤s1具体为:
34.步骤(1):将mof材料与核贵金属源混合反应,得到mof-贵金属种子;
35.步骤(2):将所述的mof-贵金属种子、盐酸羟胺、核贵金属源混合反应,得到所述mof-贵金属纳米粒子核。
36.优选地,所述还原剂为抗环血酸、腐殖酸中的至少一种。
37.优选地,所述mof-贵金属纳米粒子为金银纳米粒子且其核为mof-aunps时,核贵金属源为氯金酸,壳体贵金属源为agno3。所述壳体贵金属源和核贵金属源根据mof-贵金属纳米粒子中的壳材料和核材料进行选择。
38.优选地,所述mof-贵金属纳米粒子为金银纳米粒子且其核为mof-agnps时,核贵金属源为agno3,壳体贵金属源为氯金酸。
39.优选地,所述步骤(1)中加入的核贵金属源和所述步骤(2)中加入的核贵金属源的体积比为:1:(0.3~2);进一步优选地,所述步骤(1)中加入的核贵金属源和所述步骤(2)中加入的核贵金属源的体积比为:1:(0.3~1.7)。
40.优选地,所述步骤(1)中,混合反应温度为52~78℃;进一步优选地,所述步骤(1)中,混合反应温度为60~70℃。
41.优选地,所述步骤(1)中,混合反应的混合方式选自搅拌、震荡、超声混合中的至少一种;进一步优选地,所述步骤(1)中,混合反应的混合方式为搅拌;再进一步优选地,所述步骤(1)中,混合反应的混合方式为磁力搅拌。
42.优选地,所述步骤(1)中,搅拌速度为100~400rpm/min;进一步优选地,所述步骤(1)中,搅拌速度为200~300rpm/min;再进一步优选地,所述步骤(1)中,搅拌速度为200~250rpm/min。
43.优选地,所述步骤(1)中,混合反应时间为4.8~7.2h;进一步优选地,所述步骤(1)中,混合反应时间为5~7h。
44.优选地,所述步骤(1)中,还包括醇液参与反应。
45.优选地,所述步骤(1)中,醇液选自甲醇、乙醇、丙醇、丁醇中的至少一种;进一步优选地,所述步骤(1)中,醇液选自甲醇、乙醇中的至少一种。
46.优选地,所述步骤(1)中还包括离心洗涤步骤,离心洗涤步骤位于混合反应步骤之后。
47.优选地,所述步骤(1)中还包括分散步骤,分散步骤位于离心洗涤步骤之后。
48.优选地,所述步骤(1)中,分散步骤具体为:将mof-贵金属种子分散在水溶液中,得到mof-贵金属种子悬浮液。
49.优选地,所述步骤(2)中,混合反应的混合方式选自搅拌、震荡、超声混合中的至少一种;进一步优选地,所述混合反应的混合方式为搅拌。
50.优选地,所述步骤(2)中,搅拌速度为100~600rpm/min;进一步优选地,所述步骤(2)中,搅拌速度为200~500rpm/min;再进一步优选地,所述步骤(2)中,搅拌速度为200~350rpm/min。
51.优选地,所述步骤(2)中,混合反应时间为24~36min;进一步优选地,所述步骤(2)中,混合反应时间为30~35min。
52.优选地,所述步骤(2)中还包括离心洗涤步骤,离心洗涤步骤位于混合反应步骤之
后。
53.优选地,所述步骤(2)中还包括分散步骤,分散步骤位于离心洗涤步骤之后。
54.优选地,所述步骤(2)中,分散步骤具体为:将mof-贵金属纳米粒子核分散在水溶液中,得到mof-贵金属纳米粒子核悬浮液。
55.优选地,所述步骤s1还包括制备mof的步骤,制备mof的步骤位于所述的步骤(1)之前。
56.优选地,所述制备mof的步骤具体为:将对苯二甲酸、氯化金属盐、三乙胺、溶剂混合反应,得到mof。
57.优选地,所述氯化金属盐选自氯化镍、氯化铁、氯化铜、氯化钴、氯化锆、氯化锌、氯化锰、氯化铬中的至少一种。
58.优选地,所述制备mof的步骤中,所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺、乙醇和水的混合溶剂。
59.优选地,所述制备mof的步骤中,混合反应的混合方式选自搅拌、超声、震荡中的至少一种;进一步优选地,所述制备mof的步骤中,混合反应的混合方式为超声。
60.优选地,所述制备mof的步骤中,混合反应的反应时间为5.4~7.2h;进一步优选地,所述制备mof的步骤中,混合反应的反应时间为6~7h。
61.优选地,所述制备mof的步骤中,还包括离心洗涤并干燥的步骤,离心洗涤并干燥的步骤位于混合反应步骤之后。
62.优选地,所述步骤s2具体为:将mof-贵金属纳米粒子核与还原剂混合,再滴加壳体贵金属源,然后混合。
63.本发明第四方面提供了本发明第一方面提供的复合材料和/或本发明第二方面提供的复合sers基底在拉曼散射光谱检测中的应用。
64.本发明第五方面提供了本发明第一方面提供的复合材料和/或本发明第二方面提供的复合sers基底在检测食品中有机染料或农药残留中的应用,该应用包括以下步骤:将待测溶液和复合sers基底混合,得到混合液,将所述混合液加到硅片上,然后进行拉曼散射光谱测试。
65.本发明的有益效果是:本发明中的复合材料通过多孔的mof与核壳结构的金属纳米粒子的有效结合,具有了mof材料的比表面积大、可有效吸附和富集待测分子的性能以及金属纳米粒子优异的表面等离子性能。
66.相比较于非原位生长方法,本发明通过原位生长法将核壳结构的贵金属纳米粒子负载到mof表面,简单绿色高效,核壳结构的贵金属纳米粒子均匀地负载到mof纳米片上,然后还可通过控制核材料的金属离子溶液和壳材料的金属离子溶液的使用量从而实现mof表面金属纳米粒子的尺寸的有效调控,既能保持贵金属纳米粒子的均匀分布,又能实现粒径的有效调控,从而有效提高sers性能及信号强度,解决了现有技术中的贵金属纳米粒子分布不均、粒径不可控、基底响应低的问题。
67.将本发明中的复合材料用作复合sers基底可以显著提高了检测的灵敏度和重现性,对有机染料和农药残留吸附性好,将其应用于有机染料和农药残留检测,可以提高检测的灵敏度和重现性,解决了目前农药与传统贵金属材料结合能力弱,检测信号差的问题,成功实现了对有机染料和农残的快速、直接、高灵敏的sers检测。
附图说明
68.图1是实施例1中ni-mof和mof-au种子的sem图。
69.图2是实施例1中不同体积的氯金酸制备的mof-aunps的sem图。
70.图3是实施例1中aunps的粒径与氯金酸水溶液的体积的线性关系图。
71.图4是实施例1中不同体积的硝酸银制备的复合材料的sem图。
72.图5是au@agnp3的粒径和ag壳厚度与agno3溶液体积的线性关系图。
73.图6是ni-mof、mof-au种子、mof-aunps和复合材料的xrd图。
74.图7是不同浓度的福美双在复合sers基底上的sers谱图。
75.图8是在1383cm-1
处拉曼峰强度与福美双浓度的对数之间的线性关系图。
76.图9是实施例4中两个香蕉样品中福美双检测sers谱图。
77.图10是不同浓度的敌草快在实施例2中的复合sers基底上的sers谱图。
78.图11是在1579cm-1
处拉曼峰强度与敌草快浓度之间的线性关系图。
79.图12是实施例6中油麦菜和莴笋样品中的敌草快检测sers谱图。
80.图13是对比例1制备的复合sers基底的sem图。
81.图14是探针分子结晶紫在实施例2和对比例1中基底上的sers谱图。
82.图15是实施例2中的复合sers基底的sers谱图。
83.图16是对比例1中的复合sers基底的sers谱图。
84.图17是福美双和敌草快在不同基底上的sers谱图。
85.图18是福美双和敌草快重现性测试时的sers谱图。
具体实施方式
86.以下结合附图和实例对本发明的具体实施作进一步详细说明,但本发明的实施和保护不限于此。需要指出的是,以下若为有未特别详细说明之过程,均是本领域技术人员可参照现有技术实现或理解的。所用试剂或仪器未注明生产厂商者,视为可以通过市售购买得到的常规产品。
87.实施例1:
88.本例中的复合材料,包括mof材料及金银纳米粒子,所述mof材料表面原位负载所述金银纳米粒子,所述金银纳米粒子为核壳结构,金银纳米粒子的核为au纳米粒子,金银纳米粒子的壳为ag纳米粒子。
89.本例中复合材料采用以下制备方法制备,包括以下步骤:
90.(1)二维ni-mof的制备:
91.将360mg的对苯二甲酸和250mg氯化镍溶解到体积比为30:2:2(v/v/v)的dmf-乙醇-去离子水混合液中,充分溶解后,加入2ml三乙胺,超声6h,将产物离心分离,用dmf和乙醇多次水洗,60℃真空干燥12h,得到二维ni-mof粉末,所得二维ni-mof的形貌如图1(a)所示。
92.(2)mof-au种子的制备:
93.将20mg二维ni-mof粉末超声分散到10ml乙醇中,在磁力搅拌下升温到65℃,加入300μl的2%(w/w)的氯金酸水溶液,搅拌6h,所得产物用乙醇离心洗涤三次,分散到2ml水中,得到mof-au种子悬浮液,即为二维ni-mof-au种子,其形貌如图1(b)所示。
94.(3)mof-aunps的制备:
95.将2ml mof-au种子悬浮液分散到12.5ml的2mmol/l的盐酸羟胺溶液中,室温搅拌10min后,加入100-500μl的2%(w/w)的氯金酸水溶液,充分反应30min后,离心洗涤三次,然后再分散到10ml水中,得到mof-aunps悬浮液,所得二维mof-aunps的形貌如图2所示,其中:图2(a)为氯金酸水溶液的体积为100μl时制备的mof-aunps的sem图;图2(b)为氯金酸水溶液的体积为200μl时制备的mof-aunps的sem图;图2(c)为氯金酸水溶液的体积为300μl时制备的mof-aunps的sem图;图2(d)为氯金酸水溶液的体积为400μl时制备的mof-aunps的sem图;图2(e)为氯金酸水溶液的体积为500μl时制备的mof-aunps的sem图;aunps的粒径与氯金酸水溶液的体积的线性关系图见图3,其中,横坐标为氯金酸水溶液的体积,纵坐标为aunps的直径,aunps的直径与氯金酸水溶液的体积的线性关系为:d=52.55 0.13v,r2=0.9962。
96.当氯金酸水溶液的体积为100μl时制备的mof-aunps中的aunps的粒径为62nm;当氯金酸水溶液的体积为200μl时制备的mof-aunps中的aunps的粒径为78nm;当氯金酸水溶液的体积为300μl时制备的mof-aunps中的aunps的粒径为91nm;当氯金酸水溶液的体积为400μl时制备的mof-aunps中的aunps的粒径为104nm;当氯金酸水溶液的体积为500μl时制备的mof-aunps中的aunps的粒径为117nm。
97.(4)mof-金银纳米粒子的制备:
98.在上述制备的aunps的粒径为91nm的mof-aunps悬浮液中加入0.5ml的0.1mol/l的抗环血酸溶液中,充分搅拌均匀后,逐滴缓慢加入1-5ml的2mmol/l的agno3溶液,反应30min让ag充分的生长到au的表面,将产物离心,用超纯水洗涤2次后分散在10ml的水中,制得本发明中的复合材料,记为mof-au@agnps,其形貌如图4所示,其中:图4(a)为agno3溶液的体积为1ml时制备的复合sers基底的sem图;图4(b)为agno3溶液的体积为2ml时制备的复合sers基底的sem图;图4(c)为agno3溶液的体积为3ml时制备的复合sers基底的sem图;图4(d)为agno3溶液的体积为4ml时制备的复合sers基底的sem图;图4(e)为agno3溶液的体积为5ml时制备的复合sers基底的sem图;au@agnp3的粒径和ag壳厚度与agno3溶液体积的线性关系图具体见图5所示,其中,横坐标为agno3溶液的体积,左侧纵坐标为au@agnp3的粒径,右侧纵坐标为ag壳厚度。直线(a)为ag壳厚度与agno3溶液的体积的线性关系图,ag壳厚度与agno3溶液的体积的线性关系为t=13.89 4.94v,r2=0.9934;直线(b)为au@agnp3的粒径与agno3溶液的体积的线性关系图,au@agnp3的粒径与agno3溶液的体积的线性关系为d=120.1 9.67v,r2=0.9943。
99.当agno3溶液的用量为1ml时制备的mof-金银纳米粒子中的au@agnp3的粒径为129nm;当agno3溶液的用量为2ml时制备的mof-金银纳米粒子中的au@agnp3的粒径为139nm;当agno3溶液的用量为3ml时制备的mof-金银纳米粒子中的au@agnp3的粒径为149nm;当agno3溶液的用量为4ml时制备的mof-金银纳米粒子中的au@agnp3的粒径为159nm;当agno3溶液的用量为5ml时制备的mof-金银纳米粒子中的au@agnp3的粒径为168nm。
100.分别测试本例中制备的ni-mof、mof-au种子、mof-aunps(aunps粒径为91nm)以及复合材料的xrd(金银纳米粒子的粒径为149nm)衍射图,具体见图6,其中,曲线(a)为ni-mof的xrd曲线;曲线(b)为mof-au种子的xrd曲线;曲线(c)为mof-aunps的xrd曲线;曲线(d)为复合材料的xrd曲线。从图6中可以看出成功制备了ni-mof、mof-au种子、mof-aunps以及复
合材料。
101.实施例2:
102.本例中的复合sers基底,包括实施例1中制备的贵金属核aunps粒径为91nm、金银纳米粒子的粒径为149nm的复合材料。
103.本例中复合sers基底的制备方法同实施例1中复合材料的制备方法。
104.实施例3:
105.实施例2得到的复合sers基底在检测农药福美双中的应用,其包括以下步骤:
106.配置不同浓度的福美双检测溶液,具体福美双溶液的浓度为:50μg/l、100μg/l、250μg/l、500μg/l、1mg/l、2.5mg/l、5mg/l、10mg/l、25mg/l。分别取30μl福美双待检测溶液加入200μl的离心管中,向每个离心管中加入30μl实施例2所获得的复合sers基底悬浮液,混合均匀,静置60min后得到检测液,从离心管底部吸取30μl检测液于硅片上,待水分挥发后进行拉曼检测。拉曼检测激光波长为785nm,功率为25mw,积分时间为5s,具体结果见图7,图7为不同浓度的福美双在复合sers基底上的sers谱图,图7中从上到下,福美双的浓度依次递减;图8为1383cm-1
处拉曼峰强度与福美双浓度的对数之间的线性关系图;sers信号强度与福美双的浓度(0.25~25mg/l)之间的线性关系为:i=2335.3lgc-4397.9,r2=0.9919。
107.实施例4:
108.实施例2得到的复合sers基底在检测食品中福美双中的应用,其包括以下步骤:
109.分别取2.000g的香蕉-1、香蕉-2、玉米、大米四种食品样品用4ml丙酮-水(v/v=1:1)提取液在超声下快速提取两次,提取液过尼龙滤膜后用水稀释至10ml,然后取30μl上层滤液与30μl实施例2中制备的复合sers基底混合,混合时间为60min,得到检测液,吸取30μl检测液滴到硅片上干燥,测试sers响应,所有样品的测试数据记录在表1中,其中,样品香蕉-1和样品香蕉-2的测试结果如图9所示,图9(a)为样品香蕉-1中福美双检测及加标实验sers图,图9(b)为样品香蕉-2中福美双检测及加标实验sers谱图。参照实施例3中的福美双的浓度与sers强度之间的线性关系曲线,计算得到食品样品中福美双的浓度值,结果发现香蕉-1中福美双含量为0.565mg/kg。
110.表1不同食品样品中福美双含量的测定结果
[0111][0112]
由表1可知,该方法回收率介于80.6%~104.8%,rsd为1.0%~6.2%,具有较高的准确度。
[0113]
实施例5:
[0114]
实施例2得到的复合sers基底在检测农药敌草快中的应用,其包括以下步骤:
[0115]
配置不同浓度的敌草快待检测溶液,具体的敌草快待检测溶液的浓度依次为:0mg/l、0.5mg/l、1.0mg/l、2.5mg/l、5.0mg/l、7.5mg/l、10mg/l、15mg/l、20mg/l、25mg/l、30mg/l、40mg/l、50mg/l,分别取30μl敌草快待检测溶液于200μl离心管中,再向每个离心管中加入30μl实施例2所获得的复合sers基底悬浮液,混合均匀,静置60min后,得到检测液,从离心管底部吸取30μl检测液于硅片上,待水分挥发后进行拉曼检测。拉曼检测激光波长为785nm,功率为25mw,积分时间为5s,测试结果见图10所示,图10是不同浓度的敌草快在实施例2中的复合sers基底上的sers谱图,图10中从上到下,敌草快的浓度依次递减;图11是敌草快在1579cm-1
处拉曼峰强度与敌草快浓度之间的线性关系图,sers信号强度与敌草快的浓度(0.5~50mg/l)之间的线性关系为:i=71.5lgc 76.5(r2=0.9993)。
[0116]
实施例6:
[0117]
实施例2得到的复合sers基底在检测食品中敌草快的应用,其包括以下步骤:
[0118]
分别取2.000g不同样品,样品种类见表2,用4ml氯仿-水(v/v=1:1)提取液在超声下快速提取两次,提取液过尼龙滤膜后用水定容到4ml,取30μl上层滤液与30μl实施例2中的复合sers基底混合,混合时间为60min,得到检测液,取30μl检测液滴到硅片上干燥,测试sers响应,测试数据见表2所示,油麦菜和莴笋样品中的敌草快检测sers谱图如图12所示,其中,图12(a)为油麦菜样品中的敌草快检测sers谱图,图12(b)为莴笋样品中的敌草快检测sers谱图。参照实施例5中的敌草快的浓度与sers强度之间的线性关系曲线计算,结果发现油麦菜中敌草快含量为4.1mg/kg,食品样品中敌草快的回收率在87.8%~101.8%,相对标准偏差为1.4%~7.7%。
[0119]
表2不同食品样品中敌草快含量的测定结果
[0120][0121][0122]
对比例1:
[0123]
本例采用非原位法制备,其复合sers基底的制备方法,包括以下制备步骤:
[0124]
步骤(a):将实施例1中制备的二维ni-mof分散到乙醇中,与10mg/l的聚乙烯亚胺溶液混合搅拌2h,之后用乙醇和水洗涤数次,然后再分散到水中,得到a溶液;
[0125]
步骤(b):au@agnps的制备:
[0126]
将由柠檬酸钠溶液还原煮沸的氯金酸(0.01%)稀溶液得到的90nm的aunps冷却后离心并用水洗涤,分散到10ml水中,然后在搅拌的条件下加入0.5ml 0.1mol/l的l-抗环血酸和3.0ml 2mmol/l的agno3溶液,产物离心水洗并分散到10ml水中,得到b溶液,即为au@agnps悬浮液。
[0127]
步骤(c):将a溶液和b溶液搅拌,搅拌时间为12h,离心洗涤并分散到水中,得到非原位法制备的本例中的复合sers基底,其形貌图见图13。
[0128]
性能测试:
[0129]
(1)形貌测试
[0130]
对比例1中非原位法制备的复合sers基底的电镜图如图13所示,au@agnps粒子为随机分布,有的地方分布稠密,有的地方分布非常稀疏,其主要原因是:ni-mof表面不饱和的羧基数量有限,聚乙烯亚胺很难稠密且均匀地修饰到mof表面,从而导致au@agnps很难通过电荷相互作用均匀地吸附在mof表面。
[0131]
(2)sers响应及重现性测试
[0132]
图14是探针分子结晶紫在实施例2和对比例1中基底上的sers谱图,曲线(a)是探
针分子结晶紫在实施例2中制备的基底上的sers谱图,曲线(b)是探针分子结晶紫在对比例1中制备的基底上的sers谱图,通过对比曲线(a)和曲线(b),我们发现原位法制备的复合sers基底的sers响应更好。图15是实施例2中的复合sers基底上的sers谱图,其中,图15(a)是探针分子结晶紫在实施例2中的复合sers基底上的sers谱图;图15(b)是探针分子结晶紫在实施例2中的复合sers基底上采集的随机点的sers信号强度图;此外,通过比较图15(a)中不同位置采集的sers谱图,我们发现原位法制备的复合sers基底上的重现性较好。图15(b)中,实施例2中的原位法制备的复合sers基底的结晶紫在1178cm-1
、1398cm-1
、1618cm-1
处的rsd分别为8.8%,8.7%,8.2%,重现性好。图16是对比例1中的复合sers基底上的sers谱图,图16(a)是探针分子结晶紫在对比例1中的复合sers基底上的sers谱图;图16(b)是探针分子结晶紫在对比例1中的复合sers基底上采集的随机点的sers信号强度图;对比例1中的非原位法制备的复合sers基底上的结晶紫在1178,1398,1618cm-1
处的rsd分别为19.6%,16.1%,16.6%,重现性较差。实施例2中的复合sers基底和对比例1中的复合sers基底的重现性不同的原因在于:非原位法很难将au@agnps均匀的修饰到二维ni-mof表面,导致重现性较差,而原位法制备的复合sers基底具有较好的重现性,有助于提高分析的准确度,提高分析结果的可靠性。
[0133]
(3)检测灵敏度测试
[0134]
将30μl福美双分别与实施例1中的ni-mof、实施例1中的mof-aunps(aunps的粒径为91nm)和实施例2中的复合sers基底混合60min,得到检测液,然后分别吸取30μl检测液滴于硅片上,干燥后测试sers响应,并根据sers响应绘制曲线,其测试结果如图17(a)所示,图17(a)为福美双在不同基底上的sers谱图,图17(a)中从上至下分别是采用实施例2(复合sers基底)、实施例1(mof-aunps)、实施例1(ni-mof)的检测结果。将30μl敌草快分别与实施例1中的ni-mof、实施例1中的mof-aunps(aunps的粒径为91nm)和实施例2中的复合sers基底混合60min,得到检测液,然后分别吸取30μl检测液滴于硅片上,干燥后测试sers响应,并根据sers响应绘制曲线,其测试结果如图17(b)所示,图17(b)敌草快在不同基底上的sers谱图,图17(b)中从上至下分别是采用实施例2(复合sers基底)、实施例1(mof-aunps)、实施例1(ni-mof)的检测结果。从图17(a)和图17(b)可以看出,采用实施例1中的ni-mof作为sers基底基本无sers响应,随着金纳米粒子原位还原并生长到二维ni-mof上,采用实施例1中的mof-aunps作为sers基底检测福美双和敌草快时,sers信号显著增强。当银壳生长到au-nps上时,采用实施例2中的复合sers基底检测福美双和敌草快时,sers信号又明显增强,其信号强度明显超过实施例1中的mof-aunps,其中敌草快在1579cm-1
处的峰响应值增强4.3倍,福美双在1384cm-1
处的峰响应值增强3.5倍。该结果表明,au@agnps的修饰可以有效地改善并提升mof-贵金属纳米粒子基底的检测灵敏度。
[0135]
(4)均匀性测试
[0136]
将30μl福美双和30μl敌草快溶液分别与等体积的实施例2的复合sers基底混合,滴于硅片上并干燥,然后测试15个随机点的sers响应,采用785nm的激光作为光源,积分时间为5s,并计算特征峰强度的rsd值。检测结果如图18所示,图18是福美双和敌草快重现性测试时的sers谱图,其中,图18(a)为敌草快在15个随机点的sers响应的强度的汇总图,图18(b)为福美双在15个随机点的sers响应的强度的汇总图。图18(a)中的敌草快在1387cm-1
,1530cm-1
,1579cm-1
处的rsd(n=15)分别为8.8%,7.3%,6.1%,图18(b)中福美双在1148cm
‑1,1384cm-1
处的rsd为9.2%和9.4%。由此可见,实施例2所提供的复合sers基底具有良好的均匀性,满足sers定量分析的精密度要求。
[0137]
上面对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外,在不冲突的情况下,本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
再多了解一些

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