[發明專利]用于亞硝酸鹽檢測的柔性透光超材料復合薄膜及方法

在審

• 申請號: 201711455014.2
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108226130A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 劉湘江;應義斌
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林超

本發明公開了一種用于亞硝酸鹽檢測的柔性透光超材料復合薄膜及方法。在柔軟透光基材上形成單層金屬納米顆粒陣列作為超材料層，再覆有對巰基苯胺自組裝單分子膜作為亞硝酸鹽敏感膜；在可見/近紅外光激發下，超材料層產生表面等離子體共振，在超材料層的表面離子體和亞鹽硝酸離子的共同協同作用下，誘導亞硝酸鹽敏感膜中的對巰基苯胺轉化為偶氮聯苯化合物，因偶氮聯苯化合物和對巰基苯胺兩種分子的拉曼光譜有顯著區別，直接通過利用拉曼光譜監測此反應，進而間接實現對亞硝酸鹽離子的特異性識別和檢測。本發明利用超材料所具有的特殊光學特性，結合亞鹽硝酸在表面選擇性的催化苯胺生成偶氮聯苯，實現快速亞硝酸鹽的檢測。

技術領域

本發明涉及了一種檢測膜和制作使用方法，尤其涉及了一種用于亞硝酸鹽檢測的柔性透光超材料復合薄膜及方法。

背景技術

亞硝酸鹽是廣泛存在于動植物食品中的一種有害物質。蔬菜和肉類中富含的硝酸鹽在腌制、儲存或加工不當的情況下，也會在還原酶的作用下轉變成亞硝酸鹽。同時，由于亞硝酸鹽對肉制品具有發色和防腐保鮮作用，因此常作為添加劑而使肉制品發色、增強風味，其抗菌防腐的作用還能夠延長貨架期。但是，亞硝酸鹽能使人體血紅蛋白氧化而失去運輸氧的能力，造成慢性、急性中毒，還能與食品中、人體內的仲胺類化合物反應生成具有強致癌性的亞硝胺類化合物。除致癌外,亞硝酸還可經胎盤對胎兒產生致畸和毒性作。隨著人們食品安全意識的增強和我國食品安全監控力度的加大，亞硝酸鹽已成為食品安全檢測的重要項目之一。

國家標準對于亞硝酸鹽含量的測定方法(鹽酸萘乙二胺法)具有結果準確度和精密度高的優點，但操作過程較復雜、需要專門的儀器，不適于現場快速檢測。目前，對亞硝酸鹽含量快速檢測技術雖然有一些報道，但在準確度和靈敏度方面需要進一步提高。

超材料(Metamaterial)是指一類由人工結構單元(人工原子和人工分子)集合而成的特殊材料，通過在材料的關鍵物理尺度上的結構有序設計，可以突破某些表觀自然規律的限制，從而獲得超出自然界固有的普通性質的超常材料功能，比如“負折射”、“超順磁性”等。近10年來，超材料所體現的材料設計思想的重大創新引起全世界的高度關注。美國、日本、歐盟相繼啟動超材料的研究計劃，引發了信息技術、國防工業、新能源技術、微細加工技術等領域的一些列重大變革。

發明內容

為了解決背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供了一種用于亞硝酸鹽檢測的柔性透光超材料復合薄膜及方法，利用自主裝技術在柔性基材上制備超材料薄膜的方法，以及利用超材料所具有的特殊光學特性結合亞鹽硝酸可以在其表面選擇性的催化苯胺生成偶氮聯苯，實現快速亞硝酸鹽的檢測。

本發明用于對樣本中亞硝酸鹽含量的測定，具有靈敏度高、特異性高、檢測速度快、無需樣本預處理等特點。

本發明的技術方案如下：

一、一種用于亞硝酸鹽檢測的柔性透光超材料復合薄膜：

包括基材，采用柔性且透明的材料；

包括超材料層，形成于基材上，是由單個金屬納米顆粒為基本結構單元有序陣列構成；

包括亞硝酸鹽敏感膜，形成于超材料上，是由對巰基苯胺分子自組裝構成的單分子膜，亞硝酸鹽敏感膜接觸被檢測的亞硝酸鹽。

本發明是在柔軟的基材上置有單層金屬納米顆粒陣列，再覆有對巰基苯胺自組裝單分子膜，整個材料展現出良好的柔性和透光性。所述的超材料層采用界面自組裝形成，所述的亞硝酸鹽敏感膜分子自組裝形成。

在可見/近紅外光激發下，超材料層產生表面等離子體共振，超材料層表面的金屬納米顆粒會電離產生表面等離子體共振現象，在超材料層的表面離子體和亞鹽硝酸離子的共同協同作用下，誘導亞硝酸鹽敏感膜中的對巰基苯胺轉化為偶氮聯苯化合物以進行亞硝酸鹽檢測，因偶氮聯苯化合物和對巰基苯胺兩種分子的拉曼光譜有顯著區別，直接通過利用拉曼光譜監測此反應，進而間接實現對亞硝酸鹽離子的特異性識別和檢測。