CN206095945U - 一种针对水中污染物检测的sers检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种针对水中污染物检测的SERS检测装置，其装置包括一个通道、三个方型槽、三个SERS基底、三个共聚焦拉曼探头、两个微机械泵和一个拉曼光谱仪。SERS基底微观状态下为附着纳米银颗粒的硅片；待测物分别流过三个方型槽内的SERS基底，激光通过共聚焦拉曼探头的照射SERS基底，得到污染物的拉曼光谱图，利用各种污染物分子的振动频率与其拉曼散射性质的对应关系，确定污染物的种类，利用SERS检测方法非接触性、非破坏性、样品无需制备以及检测速度快，准确度高等特点，提高检测效率；而且，三组试验同时对比进行，进一步提高检测结果的可靠性。本实用新型装置结构简单、成本低廉、试剂用量少以及无需样品预处理等优点十分明显。
Description
技术领域
本实用新型涉及水污染物检测领域，尤其涉及一种针对水中污染物检测的SERS检测装置。
背景技术
水环境的质量紧密关联着人们生产生活以及经济和社会的发展，近3年来的《中国环境状况公报》显示，我国地表水的水体质量已经有所好转，但是仍有8.8％的水体属于劣V类水质，“十三五规划”更进一步明确了水污染防治规划编制思路，因此水污染治理工作已经引起社会各界的广泛关注，而废水污染物的监测是废水处理的前提，即只有完成对污染物的成分和比例的检测，才能有效地处理废水。目前国内外的水质污染检测技术常用有原子吸收分光光度法(AAS)、质谱法以及气相色谱/质谱联用技术等检测方法。AAS是基于蒸汽相中待测元素的基态原子对其共振辐射的吸收强度来测定试样中该元素含量的一种仪器分析法。它是测定痕量和超痕量元素的有效方法。但该方法需要对水样品进行处理，并且不能同时给出各微量素的浓度。质谱分析法具有灵敏度高，样品用量少，分析速度快等优点，但质谱分析法对样品有一定的要求，进行质谱分析的样品应是有机溶剂，水溶液中的有机物一般不能测定，需进行萃取分离变为有机溶液，对样品的制备较为繁琐。而气相色谱/质谱联用技术是目前仪器分析联用技术中使用较为广泛的一种，它充分发挥了色谱优良的分离能力和质谱准确的定性特点。虽然采用合适的样品预处理方法和定量手段，但仍存在检测时间长，样品制备繁琐的不足。而利用拉曼光谱检测技术对样品进行分析，弥补了以上检测技术的不足之处。拉曼光谱检测技术除了具有测试样品非接触性、非破坏性以外，还具有灵敏度高、速度快、时间短、样品所需量小、样品无需制备等特点。如中国专利申请号201210434502.6利用SERS准确、快速、有效的分析了水样中的六价铬，中国专利申请号201310256997.2根据对有机磷样品液检测所得的拉曼光谱图的分析确定了样品中有机磷的种类和浓度。但是这两种装置均对检测物质的种类有所限制和要求，不利于实际生活中对各种水污染物的在线检测。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种针对水中污染物检测的SERS检测装置，其目的在于优化检测步骤，缩短检测时间，提高检测效率，同时使检测结果更为精确。
为解决以上问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种针对水中污染物检测的SERS检测装置，包括通道(1)、一号方型槽(2)、二号方型槽(3)、三号方型槽(4)、一号SERS基底(5)、二号SERS基底(6)、三号SERS 基底(7)、一号微机械泵(8)、二号微机械泵(9)、一号共聚焦拉曼探头(10)、二号共聚焦拉曼探头(11)、三号共聚焦拉曼探头(12)、拉曼光谱仪(13)；所述的一号方型槽(2)、二号方型槽(3)、三号方型槽(4)等间距的套在通道(1)上，一号SERS基底(5)在一号方型槽(2)内，二号SERS基底(6)在二号方型槽(3)内，三号SERS基底(7)在三号方型槽(4)内；所述的一号SERS基底(5)、二号SERS基底(6)、三号SERS基底(7)微观状态下均为附着纳米银颗粒的硅片；所述的一号微机械泵(8)在通道(1)的左侧端口，二号微机械泵(9)在通道(1)的右侧端口；所述的一号共聚焦拉曼探头(10)、二号共聚焦拉曼探头(11)、三号共聚焦拉曼探头(12)均位于拉曼光谱仪(13)上，一号共聚焦拉曼探头(10)位于一号方型槽(2)正上方、二号共聚焦拉曼探头(11)位于二号方型槽(3)正上方、三号共聚焦拉曼探头(12)位于三号方型槽(4)正上方；所述的通道(1)内待测样品的流速分别由两个微型机械泵控制；所述的一号共聚焦拉曼探头(10)、二号共聚焦拉曼探头(11)、三号共聚焦拉曼探头(12)的规格完全相同。
上述技术方案具有如下有益效果：
1、利用各种污染物分子的振动频率与其拉曼散射性质的对应关系，极大的提高了检测效率和检测结果的准确性。
2、微机械泵可以控制待测物的流量与流速，继而进一步提高检测结果的可靠性。
3、三组完全相同的检测装置进行多次重复试验可以使检测结果更精确。
4、装置结构简单、操作步骤简洁、成本低廉、试剂用量少以及无需样品预处理等优点。
附图说明
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步说明。
图1是本实用新型结构图；
图2是纳米银装置的微观图；
图中1是通道、2是一号方型槽、3是二号方型槽、4是三号方型槽、5是一号SERS基底、6是二号SERS基底、7是三号SERS基底、8是一号微机械泵、9是二号微机械泵、10是一号共聚焦拉曼探头、11是二号共聚焦拉曼探头、12是三号共聚焦拉曼探头、13是拉曼光谱仪。
具体实施方式
图1中，一种针对水中污染物检测的SERS检测装置包括：通道1、一号方型槽2、二号方型槽3、三号方型槽4、一号SERS基底5、二号SERS基底6、三号SERS基底7、一号微机械泵8、二号微机械泵9、一号共聚焦拉曼探头10、二号共聚焦拉曼探头11、三号共聚焦拉曼探头12、拉曼光谱仪13；所述的一号方型槽2、二号方型槽3、三号方型槽4等间距的套在通道1上，一号SERS基底5在一号方型槽2内，二号SERS基底6在二号方型槽3内，三号SERS基底7在三号方型槽4内；所述的一号SERS基底5、二号SERS基底6、三号SERS基底7微观状态下均为附着纳米银颗粒的硅片；所述的一号微机械泵8在通道1的左侧端口，二号微机械泵9在通道1的右侧端口；所述的一号共聚焦拉曼探头10、二号共聚焦拉曼探头11、三号共聚焦拉曼探头12均位于拉曼光谱仪13上，一号共聚焦拉曼探头10位于一号方型槽2正上方、二号共聚焦拉曼探头11位于二号方型槽3正上方、三号共聚焦拉曼探头12位于三号方型槽4正上方；所述的通道1内待测样品的流速分别由两个微型机械泵控制。所述的一号共聚焦拉曼探头10、二号共聚焦拉曼探头11、三号共聚焦拉曼探头12的规格完全相同；所述的一号方型槽2、二号方型槽3、三号方型槽4的材料为石英，石英这种材料透光性好，且对光干扰小；二个微机械泵可实现被测试剂分子在活性基底上的快速、均匀分布，以提高检测效率和一致性；三组完全相同的检测装置进行多次重复试验可以使检测结果更精确。图2所示的是一号SERS基底5、二号SERS基底6、三号SERS基底7上附着的纳米银颗粒，以附着纳米银颗粒的硅片作为SERS基底制备方法成熟，简单方便，增强效果好。
一种针对水中污染物检测的SERS检测装置原理：一种纳米银阵列SERS的检测装置按照图1所示的结构连接，将一号SERS基底5装入一号方槽2内，二号SERS基底6装入二号方槽3内，三号SERS基底7装入三号方槽4内。让待测物从通道1口流入，利用一号微机械泵8可以控制待测物的流速与流量，待测物流到一号方槽2内的一号SERS基底5上，进而继续流入二号方槽3内的二号SERS基底6和三号方槽4内的三号SERS基底7上进行多次检测，一号SERS基底5、二号SERS基底6、三号SERS基底7均具有极强的SERS性能。与此同时，激光通过一号共聚焦拉曼探头10、二号共聚焦拉曼探头11、三号共聚焦拉曼探头12同时照射SERS基底，通过拉曼光谱仪13的扫描得到待测物的光谱信号，对光谱信号做进一步的分析和处理，利用污染物分子的振动频率与其拉曼散射性质的对应关系衡量分析待测物的含量，通过分析物质拉曼光谱中相应拉曼特征峰，进一步确定水中污染物的种类和分布，对其作出综合评价。测完后用另一端的二号微机械泵9将待测物抽出。
Claims (3)
1.一种针对水中污染物检测的SERS检测装置，其特征在于：包括通道(1)、一号方型槽(2)、二号方型槽(3)、三号方型槽(4)、一号SERS基底(5)、二号SERS基底(6)、三号SERS基底(7)、一号微机械泵(8)、二号微机械泵(9)、一号共聚焦拉曼探头(10)、二号共聚焦拉曼探头(11)、三号共聚焦拉曼探头(12)、拉曼光谱仪(13)；所述的一号方型槽(2)、二号方型槽(3)、三号方型槽(4)等间距的套在通道(1)上，一号SERS基底(5)在一号方型槽(2)内，二号SERS基底(6)在二号方型槽(3)内，三号SERS基底(7)在三号方型槽(4)内；所述的一号SERS基底(5)、二号SERS基底(6)、三号SERS基底(7)微观状态下均为附着纳米银颗粒的硅片；所述的一号微机械泵(8)在通道(1)的左侧端口，二号微机械泵(9)在通道(1)的右侧端口；所述的一号共聚焦拉曼探头(10)、二号共聚焦拉曼探头(11)、三号共聚焦拉曼探头(12)均位于拉曼光谱仪(13)上，一号共聚焦拉曼探头(10)位于一号方型槽(2)正上方、二号共聚焦拉曼探头(11)位于二号方型槽(3)正上方、三号共聚焦拉曼探头(12)位于三号方型槽(4)正上方。
2.根据权利要求1所述的一种针对水中污染物检测的SERS检测装置，其特征在于，所述的通道(1)内待测样品的流速分别由两个微型机械泵控制。
3.根据权利要求1所述的一种针对水中污染物检测的SERS检测装置，其特征在于，所述的一号共聚焦拉曼探头(10)、二号共聚焦拉曼探头(11)、三号共聚焦拉曼探头(12)的型号完全相同。
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| CN201621154800.XU CN206095945U (zh) | 2016-10-26 | 2016-10-26 | 一种针对水中污染物检测的sers检测装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112903389A (zh) * | 2021-01-25 | 2021-06-04 | 潍坊医学院 | 一种均匀sers增强基底的制样机及制备方法 |
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2016
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