CN106124477B - 一种纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法 - Google Patents

一种纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法,步骤10)对柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液进行离心后复溶,去除溶液中已有的银离子;步骤20)将去除银离子的纳米银胶体溶液与拉曼标记分子溶液混合,得到待测样品溶液;柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液与待测样品溶液的体积比为1:10;步骤30)取待测样品溶液置于密闭式石英比色皿中,随后利用显微拉曼平台进行拉曼测试;步骤40)将步骤30)得到的拉曼数据,经过基线校正、曲线拟合、数据处理之后,利用数学作图软件得到银纳米颗粒释放的银离子浓度随时间的变化曲线和银离子释放速率随时间的变化曲线。该检测方法可持续检测纳米银在溶解过程中释放银离子含量。

Description

一种纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法
技术领域
本发明涉及一种银离子浓度和速率的检测方法,具体来说,涉及一种纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法。
背景技术
一束光与物体作用时,散射光中存在极少量与入射光频率不同的光子。这些光子称为拉曼散射光,这个现象称为拉曼散射现象。同一物质,用不同频率的入射光照射,产生的拉曼散射光不相同,但是拉曼散射光子的频率与入射光子的频率差即拉曼位移是相同的,且其与对应的振动激发态和振动基态的能级差相对应。简而言之,物质的拉曼位移与激发光的频率无关,只取决于分子本身振动和转动能级的变化。利用拉曼位移就可以确定分子中原子团和化学键的特性,从而确定分子结构。近年来,随着表面增强拉曼散射光谱技术(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)的出现以及纳米技术的不断发展,拉曼光谱技术的检测灵敏度大大提高。
目前用来测定纳米银溶解过程中释放的银离子含量的方法主要还是间隔取样法。一般的做法是:首先构建纳米银溶解的体系,然后间隔一定时间(从几小时到几天)取样,将取得的样品通过超滤离心管分离纳米银和银离子,再将得到的银离子做定量检测。常用的银离子定量检测的方法有原子吸收光谱(Atomic Absorption Spectroscopy,AAS)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)。然而这种方法最大的缺陷在于不能持续检测纳米银溶解过程中释放的银离子浓度,只能通过分散的点来大致表明银离子释放的趋势。更重要的是,这种方法不能得到纳米银溶解过程中银离子的释放速率,无法推进有关纳米银溶解动力学的研究。
发明内容
技术问题:本发明要解决的技术问题是:提供一种纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法,该检测方法可持续检测纳米银在水中溶解过程中释放银离子含量。
技术方案:为解决上述技术问题,本发明实施例采用的技术方案为:
一种纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法,包括以下步骤:
步骤10)对柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液进行离心后复溶,去除溶液中已有的银离子;
步骤20)将步骤10)得到的去除银离子的纳米银胶体溶液与拉曼标记分子溶液混合,得到待测样品溶液;柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液与待测样品溶液的体积比为1:10;
步骤30)取步骤20)得到的待测样品溶液置于密闭式石英比色皿中,随后利用显微拉曼平台进行拉曼测试;
步骤40)将步骤30)得到的拉曼数据,经过基线校正、曲线拟合、数据处理之后,利用数学作图软件得到银纳米颗粒释放的银离子浓度随时间的变化曲线,以及银离子释放速率随时间的变化曲线。
作为优选例,所述的步骤10)具体包括:取柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液,在室温、7000rcf条件下离心15—20分钟,随后去掉上清液;将得到的沉淀复溶至质量分数为0.05—0.1%的柠檬酸钠溶液中,得到去除银离子的纳米银胶体溶液。
作为优选例,所述的步骤20)具体包括:将步骤10)得到的去除银离子的纳米银胶体溶液超声20—100秒后,与拉曼标记分子溶液混合,得到待测样品溶液;在所述待测样品溶液中,拉曼标记分子的摩尔浓度为10-5mol/L。
作为优选例,所述的拉曼标记分子为尼罗蓝A分子。
作为优选例,所述的步骤30)具体包括:取20—200μL待测样品溶液加入密闭石英比色皿中,随后放入显微拉曼平台上,激光聚焦至待测样品溶液中心区域,距下液面0.3mm,然后进行拉曼光谱测试,得到拉曼数据。
作为优选例,所述的显微拉曼平台包括提供激发光源101的激光器1、收集拉曼散射光201并利用信号处理模块202生成光谱的拉曼光谱仪2、带有物镜301和样品盛放台302的倒置光学显微镜3、带有密闭塞401的密闭石英比色皿4;倒置光学显微镜3与拉曼光谱仪2连接。物镜301位于样品盛放台302下方,密闭石英比色皿4位于样品盛放台302上,物镜301与密闭石英比色皿4相对,激光器1激发的激发光源101通过拉曼光谱仪2射向物镜301和密闭石英比色皿4,待测样品溶液散射的光通过物镜301射向拉曼光谱仪2,由信号处理模块202收集拉曼散射光201。
作为优选例,所述的步骤30)中,进行拉曼光谱测试时,激发光源101的波长为785nm,激发光源的强度为2—20mW,物镜301的放大倍数为10×,拉曼光谱测试区间包含特征峰位置,曝光时间为10—60s;拉曼光谱测试时间在24小时内,且拉曼光谱测试时间间隔为10—120s。
作为优选例,所述的步骤40)具体包括:将步骤30)得到的拉曼光谱通过基线校正处理后,以每个拉曼光谱中拉曼标记分子的特征峰的强度值为纵坐标,时间为横坐标,通过数据处理软件Origin作成纳米银的表面增强拉曼散射强度ISERS随纳米银溶解时间Tdis的变化曲线,并以公式(1)为拟合函数进行拟合,得到拟合结果:
式(1)中,START为拉曼强度初始值,END为时间无限大时的拉曼强度值,k为米氏常数,n为协同位点的等价数量;
纳米银的表面增强拉曼散射强度ISERS与球形纳米银颗粒粒径DAgNPs之间的数值关系如式(2)所示:
式(2)中,a为第一常数,b为第二常数,通过向式(2)中分别代入溶解时间为0.5h和24h时纳米银的表面增强拉曼散射强度ISERS与球形纳米银粒径DAgNPs,可得a、b;
球形纳米银颗粒粒径DAgNPs与溶解银离子浓度CAg+之间关系式如式(3)所示:
其中,CAg为待测样品溶液中银元素的总含量,Dinitial为纳米银的初始粒径,结合式(1)、式(2)和式(3),得到溶解银离子浓度CAg+与纳米银溶解时间Tdis之间的关系式,如式(4)所示:
利用式(4),在数据处理软件中作出银离子溶解过程中释放银离子浓度随时间的变化曲线;再通过函数求导作图,得到银离子释放速率随时间的变化曲线。
有益效果:与现有技术相比,本发明实施例具有以下显著效果:实现了纳米银在溶解过程的持续监测,并且给出了在监测过程中,纳米银溶解过程中释放银离子浓度随时间的变化曲线,以及银离子释放速率随时间的变化曲线。本发明实施例的方法,首次将拉曼光谱技术应用于纳米银溶解过程的检测,根据纳米银溶解造成的表面变化会致使其SERS效果减弱的原理,实现对纳米银在溶解过程的持续和实时监测。另外,本发明实施例的方法操作简单,成本较低,灵敏度高,并且重复性良好,得到的结果可信度高。
附图说明
图1为本发明实施例中显微拉曼平台的结构示意图;
图2为本发明实施例1中纳米银的SERS强度ISERS随纳米银溶解时间Tdis的变化曲线及拟合结果图;
图3为本发明实施例1纳米银溶解过程中,释放银离子浓度随时间的变化曲线图;
图4为本发明实施例1纳米银溶解过程中,银离子释放速率随时间的变化曲线图;
图5为本发明实施例2中纳米银的SERS强度ISERS随纳米银溶解时间Tdis的变化曲线及拟合结果图;
图6为本发明实施例2纳米银溶解过程中,释放银离子浓度随时间的变化曲线图;
图7为本发明实施例2纳米银溶解过程中,银离子释放速率随时间的变化曲线图;
图8为本发明实施例3中纳米银的SERS强度ISERS随纳米银溶解时间Tdis的变化曲线及拟合结果图;
图9为本发明实施例3纳米银溶解过程中,释放银离子浓度随时间的变化曲线图;
图10为本发明实施例3纳米银溶解过程中,银离子释放速率随时间的变化曲线图。
图11为本发明实施例1-3中银离子释放浓度随时间的变化曲线图以及利用ICP-MS测得的银离子释放浓度随时间的变化曲线图。
图中有:激光器1、激发光源101、拉曼光谱仪2、拉曼散射光201、信号处理模块202、光学显微镜3、物镜301、样品盛放台302、石英比色皿4、密闭塞401。
具体实施方式
下面结合附图,对本发明实施例的技术方案进行详细的说明。
本发明实施例的一种纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法,包括以下步骤:
步骤10)对柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液进行离心后复溶,去除溶液中已有的银离子。步骤10)具体包括:取柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液,在室温、7000rcf条件下离心15—20分钟,随后去掉上清液;将得到的沉淀复溶至质量分数为0.05—0.1%的柠檬酸钠溶液中,得到去除银离子的纳米银胶体溶液。
步骤20)将步骤10)得到的去除银离子的纳米银胶体溶液与拉曼标记分子溶液混合,得到待测样品溶液;柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液与待测样品溶液的体积比为1:10。步骤20)具体包括:将步骤10)得到的去除银离子的纳米银胶体溶液超声20—100秒后,与拉曼标记分子溶液混合,得到待测样品溶液;在所述待测样品溶液中,拉曼标记分子的摩尔浓度为10-5mol/L。作为优选,所述的拉曼标记分子为尼罗蓝A分子。
步骤30)取步骤20)得到的待测样品溶液置于密闭式石英比色皿中,随后利用显微拉曼平台进行拉曼测试。步骤30)具体包括:取20—200μL待测样品溶液加入密闭石英比色皿中,随后放入显微拉曼平台上,激光聚焦至待测样品溶液中心区域,距下液面0.3mm,然后进行拉曼光谱测试,得到拉曼数据。
如图1所示,所述的显微拉曼平台包括提供激发光源101的激光器1、收集拉曼散射光201并利用信号处理模块202生成光谱的拉曼光谱仪2、带有物镜301和样品盛放台302的倒置光学显微镜3、带有密闭塞401的密闭石英比色皿4;倒置光学显微镜3与拉曼光谱仪2连接。物镜301位于样品盛放台302下方,密闭石英比色皿4位于样品盛放台302上,物镜301与密闭石英比色皿4相对,激光器1激发的激发光源101通过拉曼光谱仪2射向物镜301和密闭石英比色皿4,待测样品溶液散射的光通过物镜301射向拉曼光谱仪2,由信号处理模块202收集拉曼散射光201。
步骤30)中,进行拉曼光谱测试时,激发光源101的波长为785nm,激发光源的强度为2—20mW,物镜301的放大倍数为10×,拉曼光谱测试区间包含特征峰位置,曝光时间为10—60s;拉曼光谱测试时间在24小时内,且拉曼光谱测试时间间隔为10—120s。
步骤40)将步骤30)得到的拉曼数据,经过基线校正、曲线拟合、数据处理之后,利用数学作图软件得到银纳米颗粒释放的银离子浓度随时间的变化曲线,以及银离子释放速率随时间的变化曲线。步骤40)具体包括:将步骤30)得到的拉曼光谱通过基线校正处理后,以每个拉曼光谱中拉曼标记分子的特征峰的强度值为纵坐标,时间为横坐标,通过数据处理软件Origin作成纳米银的表面增强拉曼散射强度ISERS随纳米银溶解时间Tdis的变化曲线,并以公式(1)为拟合函数进行拟合,得到拟合结果:
式(1)中,START为拉曼强度初始值,END为时间无限大时的拉曼强度值,k为米氏常数,n为协同位点的等价数量。协同位点对应英文是cooperative sites。
粒粒径DAgNPs之间的数值关系如式(2)所示:
式(2)中,a为第一常数,b为第二常数,通过向式(2)中分别代入溶解时间为0.5h和24h时纳米银的表面增强拉曼散射强度ISERS与球形纳米银粒径DAgNPs,可得a、b;
球形纳米银颗粒粒径DAgNPs与溶解银离子浓度CAg+之间关系式如式(3)所示:
其中,CAg为待测样品溶液中银元素的总含量,Dinitial为纳米银的初始粒径,结合式(1)、式(2)和式(3),得到溶解银离子浓度CAg+与纳米银溶解时间Tdis之间的关系式,如式(4)所示:
利用式(4),在数据处理软件中作出银离子溶解过程中释放银离子浓度随时间的变化曲线;再通过函数求导作图,得到银离子释放速率随时间的变化曲线。
本发明实施例的检测方法,首先除去银纳米颗粒的胶体溶液中已经存在的银离子,随后将其与拉曼标记分子混合在室温、避光、干燥、密闭的环境下进行长时间持续的拉曼光谱检测。最后,根据拉曼光谱的变化与纳米颗粒粒径变化的关系,将得到的拉曼光谱数据经过数学软件处理之后,就能得到在纳米银溶解过程中,及银纳米颗粒释放的银离子浓度随时间的变化曲线,以及银离子释放速率随时间的变化曲线。本发明实施例利用表面增强拉曼光谱技术,实现了纳米银溶解过程中释放银离子含量的持续监测,最终得到纳米银溶解过程中释放银离子浓度随时间的变化曲线,以及银离子释放速率随时间的变化曲线。
下面例举三个实施例,对本发明技术方案做进一步详细的描述。
实施例1
一种纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法,包括:
步骤10)将柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液进行离心后复溶,去除溶液中已有的银离子。具体为:取1mL类球形柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液,在室温、7000rcf的条件下离心15分钟,随后去掉上清液;再将得到的沉淀复溶至9.9mL质量浓度为0.08%的柠檬酸钠溶液中。
步骤20)复溶后进行短时间离心并迅速将其与拉曼标记分子混合。具体为:将步骤10)得到的溶液超声30秒后,与0.1mL摩尔浓度为10-3mol/L的拉曼标记分子(尼罗蓝A)溶液混合。
步骤30)取步骤20)得到的待测样品溶液置于密闭的石英比色皿之中,随后进行拉曼测试。具体为:在10mL混合液中取20μL样品加入密闭式石英比色皿中,随后放入显微拉曼平台上,对焦完毕后开始测试。拉曼光谱测试时具体的测试条件如下:
激发光光源波长:785nm
激发光源强度:~3mW
物镜放大倍数:10×
拉曼光谱测试区间:300cm-1-900cm-1
曝光时间:10s
拉曼光谱测试次数:650次
每次拉曼光谱测试时间间隔:120s。
步骤40)将步骤30)得到的拉曼数据,经过基线校正、曲线拟合、数据处理之后,利用数学作图软件得到纳米银颗粒释放的银离子浓度随时间的变化曲线,以及银离子释放速率随时间的变化曲线。具体为:将得到的650个拉曼光谱通过极限校正处理后,以每个拉曼光谱591cm-1处(拉曼标记分子尼罗蓝A的特征峰)的强度值为纵坐标,时间为横坐标(范围0.5h-24h),通过数据处理软件Origin作成纳米银的SERS强度ISERS随纳米银溶解时间Tdis的变化曲线,并以公式(1)为拟合函数进行拟合,得到拟合结果。如图2所示,在本实施例中,START=16541.55,END=1514.97,k=2.03,n=1.13。
通过向式(2)中分别代入溶解时间为0.5h和24h时纳米银的SERS强度ISERS与球形纳米银粒径DAgNPs的值,可得a、b的值。在本实施例中,a=1.65×107,b=-4.71×108。通过定量分析仪器与电子显微镜测得CAg和Dinitial的值。在本实施例中,CAg=14.184mg/L,Dinitial=28.5nm。
将所有上述确定的常数值代入各公式,结合式(1)、(2)和(3),得到溶解银离子浓度CAg+与纳米银溶解时间Tdis之间的关系式。利用该关系式可在数据处理软件中作出纳米银溶解过程中释放银离子浓度随时间的变化曲线,如图3所示。再通过函数求导作图可得到银离子释放速率随时间的变化曲线,如图4所示。
实施例2
一种纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法,包括:
步骤10)将柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液进行离心后复溶,去除溶液中已有的银离子。具体为:取1mL类球形柠檬酸钠包覆的银纳米颗粒胶体溶液,在室温、7000rcf的条件下离心18分钟,随后去掉上清液;再将得到的沉淀复溶至9.9mL质量浓度为0.05%柠檬酸钠溶液中。
步骤20)复溶后进行短时间离心并迅速将其与拉曼标记分子混合。具体为:将步骤10)得到的溶液超声20秒后,与0.1mL摩尔浓度为10-3mol/L的拉曼标记分子(尼罗蓝A)溶液混合,得到的待测样品溶液
步骤30)取步骤20)得到的待测样品溶液置于密闭的石英比色皿之中,随后进行拉曼测试。具体为:在10mL混合液中取80μL样品加入密闭式石英比色皿中,随后放入显微拉曼平台上,对焦完毕后开始测试。拉曼光谱测试时具体的测试条件如下:
激发光光源波长:785nm
激发光源强度:~3mW
物镜放大倍数:10×
拉曼光谱测试区间:300cm-1-900cm-1
曝光时间:10s
拉曼光谱测试次数:650次
每次拉曼光谱测试时间间隔:120s
步骤40)将步骤30)得到的拉曼数据,经过基线校正、曲线拟合、数据处理之后,利用数学作图软件得到纳米银颗粒释放的银离子浓度随时间的变化曲线,以及银离子释放速率随时间的变化曲线。具体为:将得到的650个拉曼光谱通过极限校正处理后,以每个拉曼光谱591cm-1处(拉曼标记分子尼罗蓝A的特征峰)的强度值为纵坐标,时间为横坐标(范围0.5h-24h),通过数据处理软件Origin作成纳米银的SERS强度ISERS随纳米银溶解时间Tdis的变化曲线,并以公式(1)为拟合函数进行拟合,得到拟合结果。如图5所示,在本实施例中,START=21094.52,END=2031.23,k=3.36,n=1.41。
通过向式(2)中分别代入溶解时间为0.5h和24h时纳米银的SERS强度ISERS与球形纳米银粒径DAgNPs的值,可得a、b的值。在本实施例中,a=2.38×107,b=-6.79×108。通过定量分析仪器与电子显微镜测得CAg和Dinitial的值。在本实施例中,CAg=14.184mg/L,Dinitial=28.5nm。
将所有上述确定的常数值代入各公式,结合公式(1)、(2)和(3),得到溶解银离子浓度CAg+与纳米银溶解时间Tdis之间的关系式。利用该关系式可在数据处理软件中作出纳米银溶解过程中释放银离子浓度随时间的变化曲线,如图6所示。再通过函数求导作图可得到银离子释放速率随时间的变化曲线,如图7所示。
实施例3
一种纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法,包括:
步骤10)将柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液进行离心后复溶,去除溶液中已有的银离子。具体为:取1mL柠檬酸钠包覆的银纳米颗粒胶体溶液,在室温、7000rcf的条件下离心20分钟,随后去掉上清液。再将得到的沉淀复溶至9.9mL质量浓度为0.1%柠檬酸钠溶液中。
步骤20)复溶后进行短时间离心并迅速将其与拉曼标记分子混合。具体为:将步骤10)得到的溶液超声100秒后,与0.1mL摩尔浓度为10-3mol/L的拉曼标记分子(尼罗蓝A)溶液混合,得到待测样品溶液。
步骤30)取步骤20)得到的待测样品溶液置于密闭的石英比色皿之中,随后进行拉曼测试。具体为:在10mL混合液中取200μL样品加入密闭式石英比色皿中,随后放入显微拉曼平台上,对焦完毕后开始测试。拉曼光谱测试时具体的测试条件如下:
激发光光源波长:785nm
激发光源强度:~3mW
物镜放大倍数:10×
拉曼光谱测试区间:300cm-1-900cm-1
曝光时间:10s
拉曼光谱测试次数:650次
每次拉曼光谱测试时间间隔:120s。
步骤40)将步骤30)得到的拉曼数据,经过基线校正、曲线拟合、数据处理之后,利用数学作图软件得到纳米银颗粒释放的银离子浓度随时间的变化曲线,以及银离子释放速率随时间的变化曲线。具体为:将得到的650个拉曼光谱通过极限校正处理后,以每个拉曼光谱591cm-1处(拉曼标记分子尼罗蓝A的特征峰)的强度值为纵坐标,时间为横坐标(范围0.5h-24h),通过数据处理软件Origin作成纳米银的SERS强度ISERS随纳米银溶解时间Tdis的变化曲线,并以公式(1)为拟合函数进行拟合,得到拟合结果。如图8所示,在本实施例中,START=28736.94,END=2830.29,k=2.66,n=1.26。
通过向式(2)中分别代入溶解时间为0.5h和24h时纳米银的SERS强度ISERS与球形纳米银粒径DAgNPs的值,可得a、b的值。在本实施例中,a=3.07×107,b=-8.75×108。通过定量分析仪器与电子显微镜测得CAg和Dinitial的值。在本实施例中,CAg=14.184mg/L,Dinitial=28.5nm。
将所有上述确定的常数值代入各公式,结合公式(1)、(2)和(3),得到溶解银离子浓度CAg+与纳米银溶解时间Tdis之间的关系式。利用该关系式可在数据处理软件中作出纳米银溶解过程中释放银离子浓度随时间的变化曲线,如图9所示。再通过函数求导作图可得到银离子释放速率随时间的变化曲线,如图10所示。
在与上述实施例1至实施例3相同步骤下制得的待测溶液(步骤10)至步骤20)),采用现有的ICP-MS的方法,测定银离子释放浓度随时间的变化曲线图,如图11所示。与本发明实施例1至实施例3测定的银离子释放浓度随时间的变化曲线图相比较,本发明实施例1至实施例3测定的结果与现有技术的ICP-MS的方法测定结果基本吻合。因此,采用本发明实施例的方法测定结果可信度高。

Claims (6)

1.一种纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤10)对柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液进行离心后复溶,去除溶液中已有的银离子;
步骤20)将步骤10)得到的去除银离子的纳米银胶体溶液与拉曼标记分子溶液混合,得到待测样品溶液;柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液与待测样品溶液的体积比为1:10;
步骤30)取步骤20)得到的待测样品溶液置于密闭式石英比色皿中,随后利用显微拉曼平台进行拉曼测试;所述的步骤30)具体包括:取20—200μL待测样品溶液加入密闭石英比色皿中,随后放入显微拉曼平台上,激光聚焦至待测样品溶液中心区域,距下液面0.3mm,然后进行拉曼光谱测试,得到拉曼数据;
步骤40)将步骤30)得到的拉曼数据,经过基线校正、曲线拟合、数据处理之后,利用数学作图软件得到银纳米颗粒释放的银离子浓度随时间的变化曲线,以及银离子释放速率随时间的变化曲线;所述的步骤40)具体包括:将步骤30)得到的拉曼光谱通过基线校正处理后,以每个拉曼光谱中拉曼标记分子的特征峰的强度值为纵坐标,时间为横坐标,通过数据处理软件Origin作成纳米银的表面增强拉曼散射强度ISERS随纳米银溶解时间Tdis的变化曲线,并以公式(1)为拟合函数进行拟合,得到拟合结果:
式(1)中,START为拉曼强度初始值,END为时间无限大时的拉曼强度值,k为米氏常数,n为协同位点的等价数量;
纳米银的表面增强拉曼散射强度ISERS与球形纳米银颗粒粒径DAgNPs之间的数值关系如式(2)所示:
式(2)中,a为第一常数,b为第二常数,通过向式(2)中分别代入溶解时间为0.5h和24h时纳米银的表面增强拉曼散射强度ISERS与球形纳米银粒径DAgNPs,可得a、b;
球形纳米银颗粒粒径DAgNPs与溶解银离子浓度CAg+之间关系式如式(3)所示:
其中,CAg为待测样品溶液中银元素的总含量,Dinitial为纳米银的初始粒径,结合式(1)、式(2)和式(3),得到溶解银离子浓度CAg+与纳米银溶解时间Tdis之间的关系式,如式(4)所示:
利用式(4),在数据处理软件中作出银离子溶解过程中释放银离子浓度随时间的变化曲线;再通过函数求导作图,得到银离子释放速率随时间的变化曲线。
2.按照权利要求1所述的纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法,其特征在于,所述的步骤10)具体包括:取柠檬酸钠包覆的纳米银胶体溶液,在室温、7000rcf条件下离心15—20分钟,随后去掉上清液;将得到的沉淀复溶至质量分数为0.05—0.1%的柠檬酸钠溶液中,得到去除银离子的纳米银胶体溶液。
3.按照权利要求1所述的纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法,其特征在于,所述的步骤20)具体包括:将步骤10)得到的去除银离子的纳米银胶体溶液超声20—100秒后,与拉曼标记分子溶液混合,得到待测样品溶液;在所述待测样品溶液中,拉曼标记分子的摩尔浓度为10-5mol/L。
4.按照权利要求3所述的纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法,其特征在于,所述的拉曼标记分子为尼罗蓝A分子。
5.按照权利要求1所述的纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法,其特征在于,所述的显微拉曼平台包括提供激发光源(101)的激光器(1)、收集拉曼散射光(201)并利用信号处理模块(202)生成光谱的拉曼光谱仪(2)、带有物镜(301)和样品盛放台(302)的倒置光学显微镜(3)、带有密闭塞(401)的密闭石英比色皿(4);倒置光学显微镜(3)与拉曼光谱仪(2)连接;物镜(301)位于样品盛放台(302)下方,密闭石英比色皿(4)位于样品盛放台(302)上,物镜(301)与密闭石英比色皿(4)相对,激光器(1)激发的激发光源(101)通过拉曼光谱仪(2)射向物镜(301)和密闭石英比色皿(4),待测样品溶液散射的光通过物镜(301)射向拉曼光谱仪(2),由信号处理模块(202)收集拉曼散射光(201)。
6.按照权利要求4所述的纳米银溶解过程中释放银离子浓度和速率的检测方法,其特征在于,所述的步骤30)中,进行拉曼光谱测试时,激发光源(101)的波长为785nm,激发光源的强度为2—20mW,物镜(301)的放大倍数为10×,拉曼光谱测试区间包含特征峰位置,曝光时间为10—60s;拉曼光谱测试时间在24小时内,且拉曼光谱测试时间间隔为10—120s。
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