CN204405548U - 一种便携式sers检测平板 - Google Patents

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郑金铠
毕金峰
张晔
周沫
韩丹丹
徐明月
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Abstract

本实用新型公开了一种便携式SERS检测平板。该SERS检测平板包括一检测板本体和设于其表面的可拆卸的密封膜；所述检测板本体上设有若干个凹孔；每个所述凹孔内部填充有分散在水中的银纳米颗粒的悬浊液。使用时，揭开所述密封膜，待水挥发后，在凹孔底部形成一银纳米基底，该银纳米基底聚有良好的均一性和拉曼增强效应，拉曼信号更为稳定，实验结果更为可靠，制备成本低廉，适用于大规模制备。该SERS检测平板便于携带，可用于户外检测，并且，其基底具有较长的保存时间(六个月内信号强度基本恒定)；所用试剂的量很少，不需要复杂的样品前处理过程，检测时间短，灵敏度高，误差小，对实验人员要求不高，检测过程简单。

Description

一种便携式SERS检测平板
技术领域
本实用新型涉及一种SERS检测平板，特别涉及一种便携式SERS检测平板，属于食品检测设备技术领域。
背景技术
SERS技术即Surface-Enhanced Raman Scattering(Spectroscopy)的简称，它是一种特殊的拉曼散射现象，是指将待测样品吸附在粗糙的纳米金属基底上，待测样品的拉曼信号显著增强。分子结构的任何微小变化都会非常灵敏地反映在拉曼光谱中，因此SERS技术作为一种物质结构的分析测试手段而被广泛应用，其具有可同时实现物质的定性和定量分析的独特优势。
食品检测领域使用的SERS基底主要为实验室制备的银、金或者铜等，其特点为每次检测均需现测现用，一定程度上造成了操作上的繁琐和不便，难以真正实现快速的现场检测。现有的商业化SERS检测平板KlariteTM和Q-SERS，主要采用纳米金或银溶胶滴加于平板制备而成，但两种检测平板的误差仍然相对较大，难以实现精确定量分析。而纳米银基底作为一种新颖的改良基底，具有重复性高、灵敏度高、价格低廉、易于制备等优点，因此，结合其特点，将其制备成为商品化的检测平板具有重要的开发和应用价值。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种便携式SERS检测平板。该便携式SERS检测平板通过与便携式手持拉曼仪联用，可用于食品中微量元素和痕量元素的检测，灵敏性和重复率高，误差小，检测时间短，检测过程不需要复杂的样品准备，而且轻巧易携，可实现快速现场检测。
本实用新型提供的一种便携式SERS检测平板，它包括一检测板本体和设于其表面的可拆卸的密封膜；
所述检测板本体上设有若干个凹孔；
每个所述凹孔内部填充有分散在水中的银纳米颗粒的悬浊液。
上述便携式SERS检测平板中，所述密封膜能有效避免水分蒸发而使得银纳米颗粒暴露于空气中氧化而影响检测效果。
上述便携式SERS检测平板中，所述检测板本体的长度为2～20cm，宽度为1～10cm，厚度为2～5mm。
上述便携式SERS检测平板中，所述检测板本体上设有2～100个凹孔；
每个所述凹孔的直径为4～12mm，深度为0.2～3mm。
上述便携式SERS检测平板中，所述凹孔内具体可完全填充有分散在水中的银纳米颗粒的悬浊液。
上述便携式SERS检测平板中，静置状态下，所述银纳米颗粒形成的沉淀的厚度为0.1～2mm。
上述便携式SERS检测平板中，所述凹孔的底面为水平设置，所述银纳米颗粒形成的沉淀的厚度为底面至沉淀最高处的高度；
所述凹孔的底面为凹陷或凸起设置，所述银纳米颗粒形成的沉淀的厚度为底面最低处至沉淀最高处的高度。
上述便携式SERS检测平板中，所述银纳米颗粒具体可为树突状，所述银纳米颗粒具体可通过化学置换法制备得到。
上述便携式SERS检测平板中，所述检测板本体是由玻璃、金属和塑料中的任一种制作的得到的，具体可通过熔融状态的玻璃、金属和塑料经平板模具定形后制得。
上述便携式SERS检测平板在使用时，揭开所述密封膜，待2～3分钟后所述分散在水中的银纳米颗粒的悬浊液中的水挥发完毕，所述银纳米颗粒固定在所述凹孔的底部，并在凹孔底部形成一银纳米基底，所述凹孔可作为检测孔，直接将被测样品溶液滴加于检测孔内，联合使用便携式手持拉曼仪对待测样品进行检测。
本实用新型便携式SERS检测平板具有如下优点：
(1)本实用新型便携式SERS检测平板内的凹孔底部形成的银纳米基底有良好的均一性和拉曼增强效应，拉曼信号更为稳定，实验结果更为可靠，且其制备成本低廉，适用于大规模制备。
(2)检测便于携带，可用于户外检测。并且，其基底具有较长的保存时间(六个月内信号强度基本恒定)。
(3)所用试剂的量很少，不需要复杂的样品前处理过程，检测时间短，对实验人员要求不高，检测过程简单。
附图说明
图1为本实用新型便携式SERS检测平板的结构示意图。
图2为静置状态下，本实用新型便携式SERS检测平板中每个检测孔内的悬浊液的示意图。
图3为利用本实用新型SERS检测平板对农药残留福美铁进行检测的SERS谱图。
图4为利用本实用新型SERS检测平板对农药残留福美铁进行检测的标准曲线。
图中各标记如下：
1检测板本体、2密封膜、3凹孔、4银纳米颗粒、5水。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下面结合说明书附图对本实用新型做进一步说明，但本实用新型并不限于下述实施例。
如图1所示，本实用新型便携式SERS检测平板包括一长度为70.0mm、宽度为30.0mm、厚度为3.0mm的立方体形玻璃制作的检测板本体1和设于其表面的可拆卸的密封膜2；每个检测板本体1上设有10个直径为7.0mm、深度为2.0mm的圆柱体形凹孔3；每个凹孔3内部完全填充有77μL分散在水中的银纳米树突颗粒的悬浊液。静置状态下，银纳米颗粒的悬浊液分成两层，上层为厚度为1.0mm的水，下层为厚度为1.0mm的银纳米颗粒形成的沉淀，其中，银纳米树突颗粒通过化学置换法(锌与硝酸银的置换反应)制备得到，制备过程如下：
(1)将硝酸银溶于二次蒸馏水中制得硝酸银溶液；
(2)首先采用0.02mol/L稀盐酸清洗锌板2～3次，以去除表面污染物，再采用二次蒸馏水清洗2～3次后在冷空气下烘干；
(3)将锌板浸入硝酸银溶液中进行置换反应，银纳米树突颗粒附着于锌板上，用镊子将银纳米树突颗粒取下并用二次蒸馏水反复清洗后置于玻璃瓶中储存备用。
利用本实用新型便携式SERS检测平板检测农药残留福美铁，过程如下：
揭开上述制作得到的便携式SERS检测平板中的密封膜2，待2～3分钟后，每个凹孔3内银纳米颗粒的悬浊液中的水挥发完毕，在凹孔3的底部形成一银纳米树突基底。将福美铁标准品溶于乙醇溶液中，配置1、3、5、10、25ppm的系列浓度的福美铁的标准溶液。分别将5μL的上述标准溶液滴加于凹孔(检测孔)内，通过便携式手持拉曼仪进行检测，检测时间约仅为10秒钟，每个浓度测试3个平行。
检测结果如图3所示，分析物福美铁的拉曼特征峰波数为1384cm-1，而纳米银基底空白的特征峰波数为1070cm-1。采用本实用新型SERS检测平板对检测物的特征峰进行分析，以福美铁的浓度为横坐标，福美铁拉曼特征峰下的拉曼信号的强度为纵坐标，绘制标准曲线，如图4中细线所示，线性拟合方程为y＝87.28x(R2＝0.99)，检测限为1ppm。
利用本实用新型SERS检测平板测定浓度为15ppm的福美铁标准溶液，在拉曼特征峰(波数1384cm-1)下，拉曼信号的强度为1283±29(相对强度)，根据线性拟合方程y＝87.28x，计算得到该福美铁标准品的浓度为14.7ppm，误差为2％(误差＝(测定值-真实值)/真实值×100％)。

Claims (6)

1.一种便携式SERS检测平板，其特征在于：它包括一检测板本体和设于其表面的可拆卸的密封膜；
所述检测板本体上设有若干个凹孔；
每个所述凹孔内部填充有分散在水中的银纳米颗粒的悬浊液。
2.根据权利要求1所述的便携式SERS检测平板，其特征在于：所述检测板本体的长度为2～20cm，宽度为1～10cm，厚度为2～5mm。
3.根据权利要求2所述的便携式SERS检测平板，其特征在于：所述检测板本体上设有2～100个凹孔；
每个所述凹孔的直径为4～12mm，深度为0.2～3mm。
4.根据权利要求3所述的便携式SERS检测平板，其特征在于：静置状态下，所述银纳米颗粒形成的沉淀的厚度为0.1～2mm。
5.根据权利要求4所述的便携式SERS检测平板，其特征在于：所述凹孔的底面为水平设置，所述银纳米颗粒形成的沉淀的厚度为底面至沉淀最高处的高度；
所述凹孔的底面为凹陷或凸起设置，所述银纳米颗粒形成的沉淀的厚度为底面最低处至沉淀最高处的高度。
6.根据权利要求5所述的便携式SERS检测平板，其特征在于：所述检测板本体是由玻璃、金属和塑料中的任一种制作的。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105300956A (zh) * 2015-10-22 2016-02-03 上海纳米技术及应用国家工程研究中心有限公司 一种拉曼增强基底的制备方法
CN105823768A (zh) * 2016-04-25 2016-08-03 中国科学院高能物理研究所 一种基于表面增强拉曼散射技术的检测芯片、制备方法以及试剂盒
CN108414496A (zh) * 2018-01-29 2018-08-17 福州大学 一种快速制备表面增强拉曼活性基底的方法

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