汞离子的检测方法、装置、纳米金拉曼增强剂的制备方法与流程

本技术实施例涉及汞离子检测领域，尤其涉及一种汞离子的检测方法、装置、纳米金拉曼增强剂的制备方法。

背景技术：

1、汞是一种金属元素，俗称水银，英文名称mercury，化学元素符号hg，元素周期表中iib族金属。汞、汞蒸气、汞的化合物及其溶液多有剧毒(慢性)。对人体的损害以慢性神经毒性居多，急性中毒为少数，汞及其化合物的毒性会因吸入或食入方式的不同，或量的不同而不同。比如氯化汞(hgcl2)的致死剂量为0.3g，最危险的汞有机化合物是二甲基汞[(ch3)2hg]，仅几微升二甲基汞接触在皮肤上就可以致死。水俣症即甲基汞中毒，也是对人体危害极为严重的汞中毒病症。2013年10月10日，日本率先签署了《水俣公约》，旨在全球范围内减低汞(俗称水银)排放，以减少汞对环境和人类健康造成的危害。

2、目前，针对不同基质中及不同形态的汞化合物及汞离子，现行国家标准方法有原子荧光法、气相色谱法、冷原子吸收分光光度法、电感耦合等离子体质谱法，方法检测限分布在1-100ppb。

3、在中国专利cn110954526a中公开了一种利用硫脲与待测水样中的汞离子络合，加入金纳米粒子溶胶或银纳米粒子溶胶和含f-或cl-的无机盐溶液，使用拉曼光谱仪检测该待测混合液在1044cm-1的特征拉曼峰，根据峰位置和峰强度对待测水样中的汞离子进行定性和定量检测。但是该方案的特征峰单一，在检测过程中，极易产生假阳性结果。

4、在中国专利cn104697980a中公开了一种利用二甲基二硫代氨基甲酸钠修饰的sers活性芯片用于汞离子定量检测，根据二甲基二硫代氨基甲酸钠与汞离子结合后sers的指纹信息变化的特点,对汞离子进行定量分析。该方法中二甲基二硫代氨基甲酸钠产生的指纹信息变化实际为1375cm-1附近的峰位微小位移，在多数仪器上很难准确分辨汞离子产生的峰位移，随机误差对结果影响巨大。

5、综上所述，现有的对汞离子的检测方法中，容易产生错误的检测结果，降低了重金属汞离子的检测准确性。

技术实现思路

1、本技术公开了一种汞离子的检测方法、装置、纳米金拉曼增强剂的制备方法，用于提高重金属汞离子的检测准确性。

2、本技术第一方面提供了一种汞离子的拉曼检测方法，包括：

3、以三氯金酸溶液、柠檬酸钠溶液和秋兰姆溶液制备纳米金拉曼增强剂，所述纳米金拉曼增强剂中的纳米金溶胶中有球状金纳米粒子、椭球状金纳米粒子、多边形金纳米粒子、棒状金纳米粒子和星状金纳米粒子的一种或多种；

4、将纳米金拉曼增强剂加入汞离子参考溶液中；

5、对混合物进行拉曼光谱检测，生成光谱图；

6、从光谱图中确定目标特征峰作为增强拉曼散射光谱检测汞离子的判别依据，并确定汞离子浓度与特征峰的强度呈正相关关系，汞离子参考溶液为已知汞离子浓度的溶液；

7、将纳米金拉曼增强剂加入待测样品溶液中；

8、对混合物进行拉曼光谱检测，并根据已知的特征峰的峰面积计算待测样品溶液中汞离子浓度。

9、可选的，将纳米金拉曼增强剂加入汞离子参考溶液中，包括：

10、将纳米金拉曼增强剂和汞离子参考溶液按照0.1-10:1的体积比例进行中，再加入团聚剂，进行预设时间的混合静置，团聚剂内含有金属盐离子；

11、将纳米金拉曼增强剂加入待测样品溶液中，包括：

12、将纳米金拉曼增强剂和待测样品溶液按照0.1-10:1的体积比例进行中，再加入团聚剂，进行预设时间的混合静置，团聚剂内含有金属盐离子。

13、本技术第二方面提供了一种纳米金拉曼增强剂的制备方法，包括：

14、获取预设浓度的三氯金酸溶液，将三氯金酸溶液加热至沸腾；

15、向三氯金酸溶液加入柠檬酸钠溶液作为还原剂，并进行搅拌；

16、将搅拌溶液进行冷却，生成纳米金溶胶；

17、向纳米金溶胶中加入预设浓度的秋兰姆溶液，混合均匀；

18、将混合溶液在常温下进行预设时间段的孵化；

19、将孵化完成的混合溶液进行离心浓缩处理；

20、向离心浓缩处理后的混合溶液添加复溶液进行复溶处理，生成纳米金拉曼增强剂。

21、可选的，获取预设浓度的三氯金酸溶液，将三氯金酸溶液加热至沸腾，包括：

22、获取aml质量分数为0.01％的三氯金酸溶液，将三氯金酸溶液加热至沸腾；

23、向三氯金酸溶液加入柠檬酸钠溶液作为还原剂，并进行搅拌，包括：

24、向三氯金酸溶液加入bml质量分数为1％柠檬酸钠溶液作为还原剂，并进行搅拌，a:b为100:1。

25、可选的，将孵化完成的混合溶液进行离心浓缩处理，包括：

26、将孵化完成的混合溶液进行离心浓缩处理，生成xml浓缩溶液；

27、向离心浓缩处理后的混合溶液添加复溶液进行复溶处理，生成纳米金拉曼增强剂，包括：

28、向离心浓缩处理后的混合溶液添加yml复溶液进行复溶处理，生成纳米金拉曼增强剂，x：y为1-20:10-200。

29、可选的，复溶液为超纯水、柠檬酸钠溶液、ctab溶液、ctac溶液、乙二醇溶液、pvp溶液、peg溶液或pbs溶液。

30、可选的，向纳米金溶胶中加入预设浓度的秋兰姆溶液，混合均匀，包括：

31、向纳米金溶胶中加入0.01mm-1mm的秋兰姆溶液，混合均匀。

32、可选的，将混合溶液在常温下进行预设时间段的孵化，包括：

33、将混合溶液在0度-60度的温度下进行72小时内的孵化。

34、本技术第三方面提供了一种汞离子的拉曼检测装置，包括：

35、制备单元，用于以三氯金酸溶液、柠檬酸钠溶液和秋兰姆溶液制备纳米金拉曼增强剂，所述纳米金拉曼增强剂中的纳米金溶胶中有球状金纳米粒子、椭球状金纳米粒子、多边形金纳米粒子、棒状金纳米粒子和星状金纳米粒子的一种或多种；

36、第一混合单元，用于将纳米金拉曼增强剂加入汞离子参考溶液中；

37、第一检测单元，用于对混合物进行拉曼光谱检测，生成光谱图；

38、确定单元，用于从光谱图中确定目标特征峰作为增强拉曼散射光谱检测汞离子的判别依据，并确定汞离子浓度与特征峰的强度呈正相关关系，汞离子参考溶液为已知汞离子浓度的溶液；

39、第二混合单元，用于将纳米金拉曼增强剂加入待测样品溶液中；

40、第二检测单元，用于对混合物进行拉曼光谱检测，并根据已知的特征峰的峰面积计算待测样品溶液中汞离子浓度。

41、可选的，第一混合单元，包括：

42、将纳米金拉曼增强剂和汞离子参考溶液按照0.1-10:1的体积比例进行中，再加入团聚剂，进行预设时间的混合静置，团聚剂内含有金属盐离子；

43、第二混合单元，包括：

44、将纳米金拉曼增强剂和待测样品溶液按照0.1-10:1的体积比例进行中，再加入团聚剂，进行预设时间的混合静置，团聚剂内含有金属盐离子。

45、本技术第四方面提供了一种纳米金拉曼增强剂的制备装置，包括：

46、获取单元，用于获取预设浓度的三氯金酸溶液，将三氯金酸溶液加热至沸腾；

47、第三混合单元，用于向三氯金酸溶液加入柠檬酸钠溶液作为还原剂，并进行搅拌；

48、冷却单元，用于将搅拌溶液进行冷却，生成纳米金溶胶；

49、第四混合单元，用于向纳米金溶胶中加入预设浓度的秋兰姆溶液，混合均匀；

50、孵化单元，用于将混合溶液在常温下进行预设时间段的孵化；

51、浓缩单元，用于将孵化完成的混合溶液进行离心浓缩处理；

52、复溶单元，用于向离心浓缩处理后的混合溶液添加复溶液进行复溶处理，生成纳米金拉曼增强剂。

53、可选的，获取单元，包括：

54、获取aml质量分数为0.01％的三氯金酸溶液，将三氯金酸溶液加热至沸腾；

55、第三混合单元，包括：

56、向三氯金酸溶液加入bml质量分数为1％柠檬酸钠溶液作为还原剂，并进行搅拌，a:b为100:1。

57、可选的，浓缩单元，包括：

58、将孵化完成的混合溶液进行离心浓缩处理，生成xml浓缩溶液；

59、复溶单元，包括：

60、向离心浓缩处理后的混合溶液添加yml复溶液进行复溶处理，生成纳米金拉曼增强剂，x：y为1-20:10-200。

61、可选的，复溶液为超纯水、柠檬酸钠溶液、ctab溶液、ctac溶液、乙二醇溶液、pvp溶液、peg溶液或pbs溶液。

62、可选的，第四混合单元，包括：

63、向纳米金溶胶中加入0.01mm-1mm的秋兰姆溶液，混合均匀。

64、可选的，孵化单元，包括：

65、将混合溶液在0度-60度的温度下进行72小时内的孵化。

66、本技术第五方面提供了一种电子设备，包括：

67、处理器、存储器、输入输出单元以及总线；

68、处理器与存储器、输入输出单元以及总线相连；

69、存储器保存有程序，处理器调用程序以执行如第一方面以及第一方面的任意可选的拉曼检测方法。

70、本技术第六方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上保存有程序，程序在计算机上执行时执行如第一方面以及第一方面的任意可选的拉曼检测方法。

71、本技术第七方面提供了一种电子设备，包括：

72、处理器、存储器、输入输出单元以及总线；

73、处理器与存储器、输入输出单元以及总线相连；

74、存储器保存有程序，处理器调用程序以执行如第二方面以及第二方面的任意可选的制备方法。

75、本技术第八方面提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上保存有程序，程序在计算机上执行时执行如第二方面以及第二方面的任意可选的制备方法。

76、从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：

77、本技术中，首先通过三氯金酸溶液、柠檬酸钠溶液和秋兰姆溶液制备纳米金拉曼增强剂，纳米金溶胶中有球状金纳米粒子、椭球状金纳米粒子、多边形金纳米粒子、棒状金纳米粒子和星状金纳米粒子的一种或多种。将纳米金拉曼增强剂加入汞离子参考溶液中，对混合物进行拉曼光谱检测，生成光谱图。从光谱图中确定目标特征峰作为增强拉曼散射光谱检测汞离子的判别依据，并确定汞离子浓度与特征峰的强度呈正相关关系，汞离子参考溶液为已知汞离子浓度的溶液。将纳米金拉曼增强剂加入待测样品溶液中，对混合物进行拉曼光谱检测，并根据已知的特征峰的峰面积计算待测样品溶液中汞离子浓度。通过纳米表面修饰技术及表面分子络合技术，本技术通过三氯金酸溶液、柠檬酸钠溶液和秋兰姆溶液制开发出一种纳米金拉曼增强剂，该纳米金拉曼增强剂是一种稳定的特异性拉曼增强材料，纳米金拉曼增强剂中的金纳米粒子表面秋兰姆分子利用巯基捕获汞离子发生分子内断裂并重新生成hg-s间的络合结构，从而改变粒子表面标记分子的分子结构，在激发光源下得到与原标记分子具有明显区分的拉曼信号，根据拉曼位移474cm-1,528cm-1,681cm-1处特征峰的生成和1388cm-1处的位移，可以达到识别重金属汞离子的目的。减少了因为特征峰单一使得在检测过程中极易产生假阳性结果的情况，也降低了误差，提高重金属汞离子的检测准确性。