一种多溴联苯醚的快速分析方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境分析领域，具体涉及一种多溴联苯醚的分析方法。
技术背景
[0002]1974年，Fleischmann等人首次发现啦啶分子吸附在电化学粗糙的Ag电极表面时，其拉曼信号强度得到了很大的增强。他们把所观察到的增强现象归因于粗糙后的Ag电极表面具有较大的吸附面积，从而导致吸附吡啶分子的数目增加。1977年，Van Duyne等和Creighton等又分别独立重复了以上实验，并通过理论计算发现吸附在银电极表面的吡啶分子产生的拉曼散射光谱比正常的拉曼光谱强度增加了 14?16倍。Van Duyne等将这种由粗糙表面引起的拉曼信号增强现象定义为表面增强拉曼散射(Surface Enhanced RamanScattering，SERS)。1997年，Nie等在Science上发表的文章证明了纳米量级的颗粒作为SERS基底能够实现114?10 15的增强因子，远超过传统拉曼检测的效果。随后研究者们进一步证实了 SERS技术能够实现单分子水平检测。作为一种高探测灵敏度、高分辨率、对水惰性、可猝灭荧光、稳定性好的技术，SERS在环境分析领域具有广阔的应用前景。
[0003]基底的制备是实现优异SERS信号的关键，也是SERS领域的研究热点之一。制备出符合特定要求的纳米尺度SERS基底在实验上仍然是一个挑战。利用纳米技术获得SERS活性基底的最大优势是:(I)可以获得纳米尺度下形状及大小基本可控的粗糙表面；(2)制备可模拟“粗糙表面”的各种有序纳米结构表面，定量研究SERS增强机理；(3)便于寻找产生强SERS效应的最佳实验条件。目前贵金属金、银是表面增强拉曼光谱中最常用的活性基底，其中金活性基底的适用范围广泛，而且可以在空气中长期放置，比较稳定。
[0004]多溴联苯酿(PolybrominatedDiphenyl Ethers，PBDEs)是一类全球性有机污染物，生物积累性、持久性和生物毒性是多溴联苯醚的主要环境特征。多溴联苯醚可对人体大脑、肝脏和肾脏等器官以及神经系统、内分泌系统、生殖系统产生急性或慢性毒性，对实验动物有致癌性、生物毒性、神经毒性和内分泌干扰毒性。其中四溴联苯醚(2,2，，4，4’ -Tetrabromodiphenyl Ether，BDE-47)是最为普遍的一种 PBDEs 同系物，在全球范围内环境中的废水、沉积物、野生动物和人体均有检出。目前常用的PBDEs检测方法有气相色谱法，液相色谱法，以及色质联用等分析法，这些方法所用的仪器价格昂贵，并且对样品前处理要求较高。因此，探索简便经济、快速高效的PBDEs检测方法对环境分析领域具备重要意义。
【发明内容】
[0005]由于多溴联苯醚具有强疏水性，难以与常规的SERS基底相结合。为了克服现有技术的缺陷，本申请的发明人进行了反复的深入研究，从而完成本发明。本发明用高温法合成了一种碳骨架支撑的金固体基底，通过C支撑骨架实现了 BDE-47在基底表面的吸附，并通过便携式拉曼光谱仪观察到了 BDE-47的拉曼特征峰。通过一系列实验证明本发明采用的样品制备方法及目标污染物分析方法操作简便，可以实现环境基质中BDE-47的快速检测。
[0006]通过下面的描述来阐明本发明的具体内容:
[0007](I)称取5g酵母粉置于高温反应釜内胆中，用丙酮清洗后除去上清液，然后依次向内胆中加入50mL 3%的戊二醛和1mL 2 %的氯金酸，混合均匀后，在真空干燥箱内200°C下反应12h，去除上清液得到金前驱体；
[0008](2)将步骤(I)前驱体置于坩祸内，在马弗炉中600°C下煅烧7h，将煅烧后的固体研磨成细小颗粒，即得到碳骨架支撑的金固体基底；
[0009](3)称取5mg步骤(2)得到碳骨架支撑的金固体基底，置于硅片上，将15yL的BDE-47溶液滴加到基底表面，使用便携式拉曼光谱仪进行信号采集，激光波长785nm，扫描时间5s，得到BDE-47的SERS谱图。
【附图说明】
[0010]下面通过图例说明本发明的主要特征:
[0011]附图1为本发明酵母菌高温烧结后形成的空白碳骨架的透射电镜照片。
[0012]附图2为本发明制备碳骨架支撑的金固体基底的透射电镜照片，从图中可看出金均匀覆盖于碳骨架表面。
[0013]附图3为本发明制备的碳骨架支撑的金固体基底的X射线能谱照片，从图中可看出基底表面金和碳的存在。
[0014]附图4为本发明制备的碳骨架支撑的金固体基底的XRD谱图，该谱图进一步证明了金的形成。
[0015]附图5是BDE-47的SERS谱图以及固体BDE-47的拉曼谱图。通过与BDE-47拉曼谱图的特征峰位置对比，可以看出在SERS谱图中BDE-47的特征峰峰型与位置基本保持不变，这充分验证了本发明检测方法的可行性。
[0016]附图6是BDE-47的SERS峰强随浓度变化的曲线，该结果表明本发明方法可用于BDE-47的定量分析。
[0017]附图7是清河水中添加BDE-47后的SERS谱图，该结果表明本发明方法抗基质干扰能力较强，可用于环境基质中多溴联苯醚的分析。
[0018]发明实施例
[0019]下面进一步通过实施例来阐述本发明。
[0020]实施例1金固体基底的制备:称取5g酵母粉置于反应釜内胆中，用丙酮清洗倒去上清液，依次向内胆中加入50mL 3%的戊二醛和1mL 2%的氯金酸。混合均匀后，在真空干燥箱内200°C下反应12h。将产物上清液倒去，取下层固体置于坩祸内，在马弗炉中600°C下煅烧7h将煅烧产物研磨成细小颗粒，即得到碳骨架支撑的金固体基底。
[0021]实施例2 BDE-47的富集与检测:称取5mg碳骨架支撑的金固体基底置于硅片上，将15 μ L的BDE-47溶液滴加入到基底表面，使用便携式拉曼光谱仪进行信号采集，激光波长785nm，扫描时间5s，得到BDE-47的SERS谱图。
【主权项】
1.一种多溴联苯醚快速分析方法，其由下述步骤组成: (1)称取5g酵母粉置于高温反应釜内胆中，用丙酮清洗后除去上清液，然后依次向内胆中加入3%的戊二醛和2%的氯金酸，混合均匀后，在真空干燥箱内200°C下反应12h，去除上清液得到金前驱体； (2)将步骤(I)前驱体置于坩祸内，在马弗炉中600°C下煅烧7h，将煅烧后的固体研磨成细小颗粒，即得到碳骨架支撑的金固体基底； (3)将步骤(2)得到碳骨架支撑的金固体基底置于硅片上，使用便携式拉曼光谱仪完成多溴联苯醚BDE-47信号采集。2.如权利要求1所述的一种多溴联苯醚快速分析方法，步骤(I)中，戊二醛用量为50mL，氯金酸的用量为10mL。3.如权利要求1所述的一种多溴联苯醚快速分析方法，步骤(3)中，碳骨架支撑的金固体基底用量为5mg。4.如权利要求1所述的一种多溴联苯醚快速分析方法，步骤(3)中的多溴联苯醚检测方法如下:将5mg碳骨架支撑的金固体基底置于硅片上，将15 μ L的BDE-47溶液滴加到基底表面，使用便携式拉曼光谱仪进行信号采集，激光波长785nm，扫描时间5s。
【专利摘要】本发明用高温法合成了一种碳骨架支撑的金固体基底，实现了多溴联苯醚在基底表面的吸附，并通过便携式拉曼光谱仪观察到了多溴联苯醚BDE-47的拉曼特征峰，通过一系列实验证明本发明采用的样品制备方法及目标污染物分析方法操作简便，可以实现环境基质中多溴联苯醚的快速检测。
【IPC分类】G01N21/65
【公开号】CN105136774
【申请号】CN201510600131
【发明人】景传勇, 杜晶晶
【申请人】中国科学院生态环境研究中心
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年9月18日