利用新型核壳纳米粒子作为SERS基底检测苯并芘
苯并(a)芘系多环芳烃等有毒有害物质，尤其是它们通过各种途径对食品产生污染的现象，已经引起人们越来越多的关注。食品安全关系到人民的身心健康，因此检测苯并(a)芘的污染情况就显得十分必要。对于果蔬等大多数食品，都要求实时实地检测，但由于现存检测方法的复杂性，许多质检部门都没能够真正地同步做到这项工作。因此，需要建立一种现场实时快速的检测方法。表面增强拉曼光谱(SERS)具有发射谱带窄，光谱稳定性高，能进行多组分的分析，仪器操作简单，在检测痕量物质方面具有高灵敏度，并且可在水溶液和潮湿大气中检测，易于在现场实时快速检测。
本论文致力于制备简便、高灵敏度的新型SERS基底，实现了苯并(a)芘等有毒有害物质在低浓度时的不定性以及半定量检测。论文主要工作包括以下五个方面：
(1)文献综述，阐述苯并(a)芘系多环芳烃的来源、毒性、污染食品的途径，分析了目前常用的分析检测苯并(a)芘系多环芳烃的各种方法及它们的优缺点，介绍了表面增强拉曼及其原理及表面增强拉曼基底的加工方法，阐述了检测苯并(a)芘系多环芳烃的表面增强拉曼基底的试验思路，最后提出了本论文的研究设想。
(2)合成有机材料苯膦酸锆和水相以及油相金纳米粒子，通过扫描电镜、XRD、红外、接触角、极化曲线、接触角以及透射等对合成材料进行形貌、组成和性质的表征。制备苯膦酸锆表面的SERS基底，利用其与苯并(a)芘间的π-π电子堆积作用，以及平铺上油相Au纳米粒子的增强作用，实现浓度为10-6 mol/L的苯并(a)芘的检测。
(3)通过大量实验，优化实验条件，首次合成了苯膦酸锆包金的核壳纳米粒子。通过XRD、透射、拉曼等手段对其进行表征；并分别在以正十二硫醇和巯基乙酸为联结剂的条件下，制备出SERS基底，且分别利用硫醇产生的疏水环境、苯膦酸锆与苯并(a)芘分子间的π-π电子堆积作用对苯并(a)芘进行捕获，起到预浓缩作用，以及形成了苯膦酸锆包金核壳结构，使内核与外界环境隔绝从而避免吸附一些干扰分子，使其无论是单层还是多层条件下，内核纳米粒子的电磁场具有SERS活性均实现了对浓度为10-8 mol/L苯并(a)芘的检测。
(4)液/液和气/液界面自组装金纳米粒子薄膜制备SERS基底，通过扫描电镜、接触角以及XRD等手段对其性质进行表征；利用基底单层、致密、均匀的Au纳米粒子薄膜产生的SERS效应，实现了对苯并(a)芘和低浓度(10-8 mol/L)三聚氰胺的的半定量检测。
(5)初步探索利用阳极氧化铝模板法制备SERS基底；通过大量实验以及扫描电镜表征，优化出恒流条件下制备出规整、均匀的阳极氧化铝模板的条件。
苯并芘;表面增强拉曼散射;核壳纳米粒子;界面自组装;食品检测
集美大学
硕士
农产品加工及贮藏工程
黄志勇;张芹
2012
中文
TS207.5
80
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）