CN110646405A - 一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测装置及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测装置及其检测方法，包括：光盘形微孔板，所述光盘形微孔板上设置有多个用于盛放样品的微孔，所述多个微孔在光盘形微孔板上自内向外均匀圆周阵列排布；旋转滑台，所述光盘形微孔板螺纹连接在旋转滑台上；封盖，所述封盖与光盘形微孔板大小相匹配，且与光盘形微孔板封合。本发明的一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测方法，可以广泛应用于食品及环境污染物的多通量检测分析。所述微孔板结合精密旋转滑台，在无需多次重复调节焦距的条件下，通过对各个采样点的SERS光谱数据采集，实现不同组分的定性和定量分析。本发明可实现对大量不同待检测样品组分的高通量快速分析，有利于现场快速检测应用。
Description
技术领域
本发明涉及食品与环境快速检测领域，特别是涉及一种能够用于快速、多通量检测食品及环境污染物的高通量检测装置及其检测方法。
背景技术
拉曼光谱检测技术利用其散射光与入射光频率的位移与物质分子的组成和结构成对应关系，从而提供丰富的物质结构信息。在实际分析检测应用过程中，大部分待检测目标物的拉曼信号较弱，因此需要待测样品与纳米级贵金属(金、银纳米颗粒)或半导体氧化物等拉曼增强试剂混合，从而产生电荷转移或者局域表面等离子增强效应(通常能提升信号强度至6～8个数量级)。
目前，传统的表面拉曼检测平台多以拉曼管和表面疏水的硅片负载溶液样品。拉曼管能够获得均匀稳定的信号峰值，缺点是样品使用量比较大。对于含量较小的生物或者毒素样本，大部分使用单晶硅片作为基底进行液滴测试。传统实验室将单晶硅片切割成均匀形状进行测试，每个样品测试完后，需要重新更换硅片和调整拉曼激光的焦距进行测试，操作较为繁琐。此外，频繁使用的硅片表面极易形成亲水性氧化性，测试信号也在一定程度上降低，同时增加测量误差。近年来已经出现了一些新型的拉曼检测样品池，如光盘形等离激元增强拉曼检测用样品池(授权公开号CN203572765U)，该样品池通过U形微通道作为进样通道，采用高速离心作用混合溶液，在样品池富集点进行增强拉曼信号的测试。该方法结构简单有效，但是通常采用压模和注塑等方法制作，制备费时费力。此外离心通道减少了光盘的使用率，以及粘度较大的样品液体通过离心作用损失较大。在此，我们提出的一种拉曼多通量微孔板装置，可与传统的拉曼探头结合使用，大大缩短检测时间，并能得到较好的稳定拉曼增强信号。
发明内容
基于此，本发明的目的在于，克服现有技术中的缺陷，提供一种能够用于快速、多通量检测食品及环境污染物的高通量检测装置及其检测方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测装置，包括：光盘形微孔板，所述光盘形微孔板上设置有多个用于盛放样品的微孔，所述多个微孔在光盘形微孔板上自内向外均匀圆周阵列排布；旋转滑台，所述光盘形微孔板螺纹连接在旋转滑台上；封盖，所述封盖与光盘形微孔板大小相匹配，且与光盘形微孔板封合。
相对于现有技术，本发明借助旋转滑台实现多通量微孔板的圆周阵列移动，将待测样品与拉曼增强粒子混合后，通过精密点样到微孔板的微孔内作为信号采集点，可实现一次调整拉曼激光焦距的条件下，利用旋转滑台定量角度的调节实现多个样品的定性和定量分析。所述微孔板结合精密旋转滑台，在无需多次重复调节焦距的条件下，通过对各个采样点的SERS光谱数据采集，可以广泛应用于食品及环境污染物的多通量检测分析。
进一步地，所述微孔的孔径大于激光光斑的直径，所述微孔的横截面为圆形，其孔径大小为2～4mm，深度为0.15-1.5mm。
进一步地，所述光盘形微孔板的材质为硅片盘、聚苯乙烯或者聚二甲基硅氧烷。
进一步地，所述旋转滑台包括底座、蜗轮、蜗杆和固定台，所述蜗轮转动固接在底座上，所述固定台与蜗轮固接，且固定台的中心向外凸设置有螺杆，所述光盘形微孔板的中心对应螺杆设置有螺纹孔。
进一步地，所述固定台的外侧面以及蜗杆上对应微孔设置有刻度线。刻度线与微孔对应，通过旋转蜗杆，可以精密的调节旋转角度。
进一步地，还包括点样毛细管，所述点样毛细管包括橡皮滴头和毛细管。样品通过点样毛细管定量点样的方式准确加入对应的微孔内。
进一步地，所述封盖为透明材质，厚度为0.5-3mm。封盖用于加样后的密封及降低拉曼检测用液滴的挥发。
本发明的另一目的在于提供一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测方法，使用上述的用于拉曼光谱快速分析的高通量检测装置，包括如下步骤：
1)将待检测物质与拉曼增强试剂混合后，制备出用于测定不同成分物质信息的拉曼探针；
2)使用点样毛细管精准吸取微量步骤1)中的样品加入到微孔内，每次吸取样品后，需更换毛细管转移下一个样品；
3)待光盘形微孔板加样完毕后，用封盖缝合并将光盘形微孔板和封盖一起固定至固定台上，调节拉曼光谱仪的位置和焦距后，开始进行信号采集，以相同刻度值旋转蜗杆转动，分别对每个孔进行信号采集；
4)批量拉曼信号收集结束后，拆卸光盘形微孔板，重新更换新的光盘形微孔板和封盖，用于下次的拉曼信号图谱信息的收集。
进一步地，所述步骤2)中，使用点样毛细管精准吸取0.5～2μL步骤1)中的样品加入到微孔内。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：通过与不同纳米增强试剂的混合，可用于微量待检测物的拉曼信号采集；可针对单一组分或者不同组分的分析物进行快速、稳定、高通量的拉曼信号采集。本发明的检测装置通过等角度旋转不需要多次重复操作待检测样品和调节焦距的旋转高通量测试装置，在减少实验操作人员操作步骤的条件下，同时可实现对大量不同待检测样品组分的高通量、快速定性及定量分析，有利于促进食品安全及环境污染领域的现场检测应用。
为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为本发明的检测装置的结构示意图；
图2为本发明光盘形微孔板的结构示意图；
图3为本发明点样毛细管的结构示意图；
图4为实施例1以金纳米粒子为增强基底检测孔雀石绿的拉曼光谱；
图5为实施例2以银包金纳米粒子为增强基底检测罗丹明B的拉曼光谱；
图6为实施例3以金纳米粒子为增强基底检测结晶紫的拉曼光谱。
图中，1、底座；2、固定台；3、光盘形微孔板；4、封盖；5、蜗杆；31、微孔；32、螺纹孔；61、橡皮滴头；62、毛细管；
具体实施方式
下面结合具体实施方式，对本发明做进一步的说明。
本发明提供一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测装置，如图1所示，包括光盘形微孔板3、旋转滑台、封盖4和点样毛细管。所述光盘形微孔板3螺纹连接在旋转滑台上；所述封盖与光盘形微孔板大小相匹配，且与光盘形微孔板封合。
具体的，所述光盘形微孔板3上设置有多个用于盛放样品的微孔31，所述多个微孔在光盘形微孔板上自内向外均匀圆周阵列排布。所述微孔的孔径大于激光光斑的直径，所述微孔的横截面为圆形，其孔径大小为2～4mm，微孔深度为0.15-1.5mm之间。所述光盘形微孔板的材质为硅片盘、聚苯乙烯或者聚二甲基硅氧烷(PDMS)或者其它易刻蚀材质。
具体的，所述旋转滑台包括底座1、蜗轮(图中未示出)、蜗杆5和固定台2，所述蜗轮转动固接在底座1上，涡轮和蜗杆相互啮合，所述固定台与蜗轮固接，且固定台2的中心向外凸设置有螺杆(图中未示出)，如图2所示，所述光盘形微孔板3的中心对应螺杆设置有螺纹孔32。所述固定台2的外侧面以及蜗杆上5对应微孔设置有刻度线。刻度线与微孔对应，通过旋转蜗杆，可以精密的调节旋转角度。本发明所述旋转滑台可以精密的进行角度调节，并通过蜗轮蜗杆旋转机构实现，至于内部结构为现有技术，本发明在此不再赘述。
具体的，如图3所示，所述点样毛细管包括橡皮滴头61和毛细管62。本发明所使用的精密定量毛细管的规格为0.5μL、1μL、2μL，样品通过点样毛细管定量点样的方式准确加入对应的微孔内。
具体的，所述封盖4为透明材质，厚度为0.5-3mm。封盖用于加样后的密封及降低拉曼检测用液滴的挥发。
本发明还提供一种基于上述检测装置的用于拉曼光谱快速分析的高通量检测方法，包括如下步骤：
1)将待检测物质与拉曼增强试剂混合后，制备出用于测定不同成分物质信息的拉曼探针；
2)使用点样毛细管精准吸取微量步骤1)中的样品加入到微孔内，每次吸取样品后，需更换毛细管转移下一个样品；
3)待光盘形微孔板加样完毕后，用封盖缝合并将光盘形微孔板和封盖一起固定至固定台上，调节拉曼光谱仪的位置和焦距后，开始进行信号采集，以相同刻度值旋转蜗杆转动，分别对每个孔进行信号采集；整个过程无需调整信号采集焦距，可以快速高通量完成多个检测样本的拉曼信号采集。
4)批量拉曼信号采集结束后，拆卸光盘形微孔板，重新更换新的光盘形微孔板和封盖，用于下次的拉曼信号图谱信息的收集。
优选的，所述步骤2)中，使用点样毛细管精准吸取0.5～2μL步骤1)中的样品加入到微孔内。
本发明所述的拉曼增强试剂为金银纳米试剂或者部分二维纳米材料(二氧化锰、二硫化钼及氧化石墨烯)，其表面通过化学键或者静电吸附将拉曼分子或者待检测物质吸附到信号增强表面。
下面通过具体实施例来说明本发明的检测方法。
实施例1
本实施例以40nm金纳米离子作为增强基底，利用孔雀石绿中特殊的含氮结构—二甲氨基，可以很好的吸附在金基底表面，通过结合高通量旋转检测盘，从而实现高通量的孔雀石绿检测。
1)金纳米探针的制备及浓缩
采用柠檬酸三钠还原法制备40nm的胶体金粒子。实验前首先将玻璃器皿(圆底烧瓶、冷凝管及烧杯)放于王水中浸泡24小时后用蒸馏水反复冲洗，再用超纯水进行浸泡过夜；取出器皿烘干待用；准确量取99mL超纯水于圆底烧瓶中，同时加入磁性搅拌转子；加入1mL的氯金酸(质量分数1％)，同时打开加热套中加热和搅拌开关，待有气泡出现后迅速加入1mL柠檬酸三钠(质量分数1％)，观察溶液颜色变化，当溶液变成酒红色后继续加热15min关闭；待溶液冷却至室温后，转移至蓝盖瓶中，放置4℃冰箱保存备用。
量取200ml金纳米溶液于烧杯中，加入8mg的二水合双(对磺酰苯基)苯基膦二钾盐(BSPP)后混合搅拌反应2d。逐滴加入5M的氯化钠溶液，当颜色从红色变成绿色的时候，1,600rpm离心30min后去除上清液，使用0.8mL的2.5mM BSPP和0.8mL甲醇。重悬结束后，重复离心操作后加入0.2mL的2.5mMBSPP。
2)拉曼增强基底与孔雀石绿的混合
取等体积AuNPs粒子与0.1mg·mL-1孔雀石绿混合2h后，保证孔雀石绿充分吸附在金纳米颗粒表面。之后，使用0.5μL精密毛细定量管吸取后，分别加入旋转微孔板内，使用封盖固定后，将旋转滑台调整至合适位置，调试仪器后，开始进行测试。
3)信号的采集
调整好镜头与硅片的距离后，进行信号采集。功率设置为“高”，积分时间为2秒。待信号采集后，使用螺杆旋转10度角，保证下一个样品孔进入SERS激光检测区域，依次完成信号采集和分析。如图4所示，结果表明，不同孔间的信号相对偏差低于3.0％，重复性较好。
实施例2
本实施例以40nm金纳米离子作为金纳米种子，在此基础上进一步包裹银纳米粒子，从而提高SERS的检测信号，通过结合高通量旋转检测盘，从而实现高通量的罗丹明B的检测。
1)银包金纳米探针的制备
在实例1中合成的40nm纳米胶体金粒子的基础上，进一步制备银包金纳米粒子，吸取金纳米种子溶液10mL于圆底烧瓶中,边搅拌边依次加入1.2mL的0.1mol·L-1抗坏血酸,常温下搅拌均匀5min后，最后缓慢逐滴加加入1mL的2.5mM硝酸银,室温避光继续搅拌30min,4℃冰箱保存待用。
2)拉曼增强基底与罗丹明B的混合
取等体积AuNPs粒子与0.01μg·mL-1罗丹明B混合过夜后，保证罗丹明B充分吸附在金纳米颗粒表面。之后，使用1μL精密毛细定量管吸取后，分别加入旋转微孔板内，使用封盖固定后，将旋转滑台调整至合适位置，调试仪器后，开始进行测试。
3)信号的采集
调整好镜头与硅片的距离后，进行信号采集。功率设置为“高”，积分时间为2秒。待信号采集后，使用螺杆旋转10度角，保证下一个样品孔进入SERS激光检测区域，依次完成信号采集和分析。结果表明如图5所示，计算了20个不同测试点在不同SERS特征峰的标准偏差(RSD)，SERS振动峰1283，1360和1648cm-1的RSD值为分别为5.78％，7.07％和7.38％，表现良好。
实施例3
本实施例以40nm金纳米离子作为增强基底，利用结晶紫可以很好的吸附在金基底表面，通过结合高通量旋转检测盘，从而实现高通量的结晶紫的检测。
1)金纳米粒子的制备
用柠檬酸三钠还原法制备40nm的胶体金粒子。实验前首先将玻璃器皿(圆底烧瓶、冷凝管及烧杯)放于王水中浸泡24小时后用蒸馏水反复冲洗，再用超纯水进行浸泡过夜；取出器皿烘干待用；准确量取99mL超纯水于圆底烧瓶中，同时加入磁性搅拌转子；加入1mL的氯金酸(质量分数1％)，同时打开加热套中加热和搅拌开关，待有气泡出现后迅速加入1mL柠檬酸三钠(质量分数1％)，观察溶液颜色变化，当溶液变成酒红色后继续加热15min关闭；待溶液冷却至室温后，转移至蓝盖瓶中，放置4℃冰箱保存备用。
量取200ml金纳米溶液于烧杯中，加入8mg的二水合双(对磺酰苯基)苯基膦二钾盐(BSPP)后混合搅拌反应2d。逐滴加入5M的氯化钠溶液，当颜色从红色变成绿色的时候，1,600rpm离心30min后去除上清液，使用0.8mL的2.5mM BSPP和0.8mL甲醇。重悬结束后，重复离心操作后加入0.2mL的2.5mM BSPP。
2)拉曼增强基底与结晶紫的混合
取等体积AuNPs粒子与0.001μg·mL-1罗丹明B混合过夜后，保证结晶紫充分吸附在金纳米颗粒表面。之后，使用1μL精密毛细定量管吸取后，分别加入旋转微孔板内，使用封盖固定后，将旋转滑台调整至合适位置，调试仪器后，开始进行测试。
3)信号的采集
调整好镜头与硅片的距离后，进行信号采集。功率设置为“高”，积分时间为2秒。待信号采集后，使用螺杆旋转10度角，保证下一个样品孔进入SERS激光检测区域，依次完成信号采集和分析。结果表明如图6所示，计算了20个不同测试点在不同SERS特征峰的标准偏差(RSD)，SERS振动峰422、1362、1589cm-1和1620cm-1处的RSD值为分别为11.8％、2.55％、8.74％和表现良好。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测装置，其特征在于，包括：
光盘形微孔板，所述光盘形微孔板上设置有多个用于盛放样品的微孔，所述多个微孔在光盘形微孔板上自内向外均匀圆周阵列排布；
旋转滑台，所述光盘形微孔板螺纹连接在旋转滑台上；
封盖，所述封盖与光盘形微孔板大小相匹配，且与光盘形微孔板封合。
2.根据权利要求1所述的一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测装置，其特征在于，所述微孔的孔径大于激光光斑的直径，所述微孔的横截面为圆形，其孔径大小为2～4mm，深度为0.15-1.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测装置，其特征在于，所述光盘形微孔板的材质为硅片盘、聚苯乙烯或者聚二甲基硅氧烷。
4.根据权利要求1所述的一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测装置，其特征在于，所述旋转滑台包括底座、蜗轮、蜗杆和固定台，所述蜗轮转动固接在底座上，所述固定台与蜗轮固接，且固定台的中心向外凸设置有螺杆，所述光盘形微孔板的中心对应螺杆设置有螺纹孔。
5.根据权利要求4所述的一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测装置，其特征在于，所述固定台的外侧面以及蜗杆上对应微孔设置有刻度线。
6.根据权利要求1所述的一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测装置，其特征在于，还包括点样毛细管，所述点样毛细管包括橡皮滴头和毛细管。
7.根据权利要求1所述的一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测装置，其特征在于，所述封盖为透明材质，厚度为0.5-3mm。
8.一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测方法，其特征在于，使用如权利要求1-7任意一项所述的用于拉曼光谱快速分析的高通量检测装置，包括如下步骤：
1)将待检测物质与拉曼增强试剂混合后，制备出用于测定不同成分物质信息的拉曼探针；
2)使用点样毛细管精准吸取微量步骤1)中的样品加入到微孔内，每次吸取样品后，需更换毛细管转移下一个样品；
3)待光盘形微孔板加样完毕后，用封盖缝合并将光盘形微孔板和封盖一起固定至固定台上，调节拉曼光谱仪的位置和焦距后，开始进行信号采集，以相同刻度值旋转蜗杆转动，分别对每个孔进行信号进行采集；
4)批量拉曼信号收集结束后，拆卸光盘形微孔板，重新更换新的光盘形微孔板和封盖，用于下次的拉曼信号图谱信息的收集。
9.一种根据权利要求8所述一种用于拉曼光谱快速分析的高通量检测方法，其特征在于，所述步骤2)中，使用点样毛细管精准吸取0.5～2μL步骤1)中的样品加入到微孔内。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111272734A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-06-12 | 苏州微木智能系统有限公司 | 一种用于拉曼现场快速检测的液体取样器 |
| CN112697765A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-04-23 | 上海应用技术大学 | 一种便携储存式表面增强拉曼传感器及其制备、检测方法与应用 |
| CN113655051A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-16 | 福州大学 | 一种纳米二氧化锰/碳基点/纳米金表面增强拉曼基底的制备方法 |
| CN114572977A (zh) * | 2022-02-11 | 2022-06-03 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 光谱监测制备氧化石墨烯的系统及方法 |
| CN115184339A (zh) * | 2022-09-08 | 2022-10-14 | 海澳华(黑龙江)生物医药技术有限公司 | 一种基于便携式拉曼光谱仪的快速检测病毒的方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103698315A (zh) * | 2014-01-07 | 2014-04-02 | 厦门大学 | 一种离心混合等离激元增强拉曼光谱仪 |
| CN203572765U (zh) * | 2013-11-29 | 2014-04-30 | 厦门大学 | 光盘形等离激元增强拉曼检测用样品池 |
| CN107091817A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-08-25 | 山东大学 | 火星模拟环境下的全光谱原位表征及联用实验装置及方法 |
| CN207248750U (zh) * | 2017-08-17 | 2018-04-17 | 安徽中科赛飞尔科技有限公司 | 一种sers基底搭载检测装置 |
| CN207472772U (zh) * | 2017-10-11 | 2018-06-08 | 中国计量大学 | 基于圆形微流控盘片的便携式拉曼光谱检测装置 |
| CN207807649U (zh) * | 2017-12-12 | 2018-09-04 | 吉林省塑料研究院 | 一种多功能回转工作台 |
-
2019
- 2019-10-30 CN CN201911041932.XA patent/CN110646405A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203572765U (zh) * | 2013-11-29 | 2014-04-30 | 厦门大学 | 光盘形等离激元增强拉曼检测用样品池 |
| CN103698315A (zh) * | 2014-01-07 | 2014-04-02 | 厦门大学 | 一种离心混合等离激元增强拉曼光谱仪 |
| CN107091817A (zh) * | 2017-06-23 | 2017-08-25 | 山东大学 | 火星模拟环境下的全光谱原位表征及联用实验装置及方法 |
| CN207248750U (zh) * | 2017-08-17 | 2018-04-17 | 安徽中科赛飞尔科技有限公司 | 一种sers基底搭载检测装置 |
| CN207472772U (zh) * | 2017-10-11 | 2018-06-08 | 中国计量大学 | 基于圆形微流控盘片的便携式拉曼光谱检测装置 |
| CN207807649U (zh) * | 2017-12-12 | 2018-09-04 | 吉林省塑料研究院 | 一种多功能回转工作台 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111272734A (zh) * | 2020-03-19 | 2020-06-12 | 苏州微木智能系统有限公司 | 一种用于拉曼现场快速检测的液体取样器 |
| CN111272734B (zh) * | 2020-03-19 | 2023-03-14 | 苏州微木智能系统有限公司 | 一种用于拉曼现场快速检测的液体取样器 |
| CN112697765A (zh) * | 2020-11-11 | 2021-04-23 | 上海应用技术大学 | 一种便携储存式表面增强拉曼传感器及其制备、检测方法与应用 |
| CN113655051A (zh) * | 2021-08-18 | 2021-11-16 | 福州大学 | 一种纳米二氧化锰/碳基点/纳米金表面增强拉曼基底的制备方法 |
| CN114572977A (zh) * | 2022-02-11 | 2022-06-03 | 中国科学技术大学先进技术研究院 | 光谱监测制备氧化石墨烯的系统及方法 |
| CN115184339A (zh) * | 2022-09-08 | 2022-10-14 | 海澳华(黑龙江)生物医药技术有限公司 | 一种基于便携式拉曼光谱仪的快速检测病毒的方法 |
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