[發明專利]可拋式SERS傳感器及其制備方法、在敵草快快速檢測中的應用

有效

• 申請號: 202010697168.8
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111766230B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 曹玥;蔣巧艷;陳峰;俞尤嘉;李開;毛征生
• 申請（專利權）人: 南京醫科大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65;B81C1/00
• 代理公司: 南京艾普利德知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32297
• 代理人: 周海斌

本發明涉及一種SERS傳感器的制備方法、其制得的可拋式SERS傳感器、以及該SERS傳感器的用途。該制備方法包括：將金納米雙錐水溶液與片狀二硫化鉬水溶液混合均勻獲得混合液；向錫紙上滴加混合液，蒸發溶劑，干燥并覆蓋透明薄膜，獲得SERS基底；將若干層SERS基底組裝于預設容器內，即得SERS傳感器成品。該SERS傳感器可用于敵草快的快速檢測，且檢測限低至10^?15mol·L^?1，且能實現可拋式作業，尤其適用于便攜式現場快速檢測場景。

技術領域

本發明涉及一種可拋式SERS傳感器，尤其是該傳感器的制備方法及其在敵草快快速檢測中的應用，屬于新型納米功能材料制備方法和SERS傳感技術領域。

背景技術

據申請人了解，敵草快是一種高效、廉價、具有傳導性的非選擇性觸殺型的吡啶類除草劑，見效快，穩定性好，半衰期長。敵草快具有強水溶性，若超量、大規模長期使用，通過泥土滲漏、雨水沖涮等過程會逐漸匯聚到水體中引起水源污染，美國環保局(UnitedStates Environmental Protection Agency)規定：飲用水中敵草快的含量不得高于5.52×10^-8mol/L。敵草快具有中等毒性，口服、皮膚、粘膜、呼道等都是其中毒途徑，其中口服是其最常見的中毒途徑，也是損害最嚴重的途徑(人口服致死量為6～12g)。臨床上已有敵草快農藥中毒事例，且有的案例已經進行法醫學解剖，但尚未制定出敵草快中毒的共識，無具體特效治療方法，也無明確治療共識。故對于敵草快中毒，對患者的治療基本參照百草枯中毒，因此，盡早發現、早期治療、減少毒物吸收、增加排泄是治療的關鍵。而環境(特別是水源)中的敵草快污染看似微不足道，但通過生物富集作用最終會積聚于人體內，對人體產生慢性危害。目前，農藥敵草快常用的分析方法主要有高效液相色譜(HPLC)或液相色譜-質譜(LC-MS)、理化分析、電化學分析等。但這些方法存在一些缺點，如樣品預處理時間長或復雜、分析時間長、靈敏度較低，不便于現場快速檢測等。

現階段對于敵草快的現場快速檢測主要依靠表面增強拉曼光譜(surface-enhanced Raman scattering，SERS)，表面增強拉曼散射光譜是一種在分子水平上表征吸附在粗糙貴金屬表面物質的分析技術，主要是納米尺度的粗糙表面所具有的異常光學增強效果，具有靈敏度高、檢測時間短、水干擾小、可直接原位分析、檢測范圍廣等優點，且不需要復雜的前處理過程，在生物醫學、食品安全及環境分析等許多領域引起了學者們的廣泛興趣。近年來，隨著光纖傳感技術的發展和Raman光譜儀的小型化，使利用SERS技術進行現場快速檢測成為可能，基于SERS技術對極小體積樣品檢測能力有著高靈敏度以及較好的信號光穩定性等優點，使其逐漸發展成為環境分析領域最有前途的技術之一。

然而，由于水體中污染物的復雜性，SERS技術在環境樣品分析中的應用仍然受到了阻礙。首先，SERS效應主要來源于金、銀等貴金屬納米結構表面產生的局域電磁場增強作用或納米結構表面與吸附分子之間的化學作用，這促使實現SERS技術在環境分析中應用的重要前提之一是構筑高性能的SERS傳感納米活性基底，以及要求傳感器的基底有較好的抗干擾能力以應對變化多端的水體環境。其次，單純的納米顆粒無法富集，并不能使SERS信號放大到極致，從而提高其檢測的靈敏度，以便很好的應用于環境實際檢測中。

據現有報道，當前對環境中敵草快樣品的檢出限雖已很好地達到飲用水中敵草快的檢測要求，但隨著人們對于環境、生態、自身身體健康的重視，需要對于環境水體中敵草快的快速檢測有著更低的檢出限，在源頭盡早遏制敵草快污染、中毒事件的發生。