一種濁點(diǎn)萃取分離富集孔雀石綠及拉曼檢測(cè)方法
【專(zhuān)利摘要】一種濁點(diǎn)萃取同時(shí)分離富集孔雀石綠及構(gòu)建表面增強(qiáng)拉曼基底的檢測(cè)方法：通過(guò)還原硝酸銀制得納米銀；采用超濾管離心，對(duì)納米銀進(jìn)行濃縮除雜；采用濃度為5-20ppm的納米銀以得到具有表面增強(qiáng)拉曼活性的增強(qiáng)基底；選擇濁點(diǎn)萃取溶液酸堿度為pH3.5-5.5；加入0.05-0.2M的氯化鈉促進(jìn)納米銀的自團(tuán)聚，以及非離子表面活性劑與水相的分離；吸取溶液置于拉曼光譜儀上進(jìn)行測(cè)定。本發(fā)明具有高靈敏度、操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，適用于對(duì)水體中痕量孔雀石綠的快速分離測(cè)定。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種濁點(diǎn)萃取分離富集孔雀石綠及拉曼檢測(cè)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境分析化學(xué)領(lǐng)域，具體地涉及一種濁點(diǎn)萃取分離富集孔雀石綠及拉 曼檢測(cè)方法，更具體地涉及一種基于濁點(diǎn)萃取同時(shí)分離富集水體中的孔雀石綠和構(gòu)建表面 增強(qiáng)拉曼基底的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 作為一種三苯甲燒類(lèi)染料，孔雀石綠（malachite green,MG)不僅在紡織和印刷行 業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，還因其具有良好的抗菌性能而被非法用于水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)中。然而，研究 表明，MG對(duì)生物體具有基因毒性和致癌作用（M. A. Pierrard, P. Kestemont, E. Delaive, et al，Aquat. Toxicol. 2012, 114, 142-152)，因此建立水體中痕量MG的簡(jiǎn)便、快速、高靈敏度 分析方法具有重要意義。目前用于檢測(cè)水體中的MG的方法，主要包括分光光度法、高效液 相色譜法、液相色譜-質(zhì)譜法、流動(dòng)注射分析、酶聯(lián)免疫法等，但是這些技術(shù)方法不僅需要 昂貴的儀器和繁瑣的前處理步驟，而且運(yùn)行費(fèi)用較高，不利于該技術(shù)的推廣和野外現(xiàn)場(chǎng)分 析。
[0003] 表面增強(qiáng)拉曼散射（surface-enhanced Raman scattering, SERS)作為近年來(lái)迅 速發(fā)展起來(lái)的一種檢測(cè)技術(shù)，在實(shí)現(xiàn)高靈敏度檢測(cè)的同時(shí)還能夠提供物質(zhì)的結(jié)構(gòu)信息和濃 度信息，已經(jīng)被廣泛用于拉曼標(biāo)記、化學(xué)反應(yīng)過(guò)程原位監(jiān)控、國(guó)土安全以及化學(xué)/生化分析 中。近年來(lái)便攜式拉曼光譜技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步使得該技術(shù)有望在環(huán)境污染物的現(xiàn)場(chǎng)分析方 面獲得應(yīng)用（J. J. Du, J. L. Cui, C. Y. Jing, Chem. Comm. 2014, 50, 347-349)。
[0004] 池點(diǎn)萃?。╟loud point extraction, CPE)是一種通過(guò)改變溫度影響表面活性 劑的濁點(diǎn)變化來(lái)實(shí)現(xiàn)兩相分離的萃取技術(shù)，該技術(shù)萃取效率高，成本低，并且萃取條件溫 和，對(duì)環(huán)境友好，應(yīng)用范圍廣，目前它已成功的用于納米顆粒（J.F.Liu，R.Liu，Y.G.Yin，et al，Chem. Comm. 2009, 1514-1516)，金屬離子，有機(jī)小分子，生物大分子及環(huán)境樣品的前處理 中（S.J. Yu, J.B. Chao, J. Sun, et al，Environ. Sci.Technol. 2013, 47, 3268-3274)。因此， 將濁點(diǎn)萃取與表面增強(qiáng)拉曼技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)發(fā)一種同時(shí)對(duì)水體中孔雀石綠進(jìn)行分離富集與 SERS基底構(gòu)建的新方法對(duì)環(huán)境中污染物的快速分離分析具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種濁點(diǎn)萃取同時(shí)分離富集孔雀石綠及構(gòu)建表面增強(qiáng)拉曼 基底的檢測(cè)方法。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的濁點(diǎn)萃取同時(shí)分離富集孔雀石綠及構(gòu)建表面增強(qiáng) 拉曼基底的檢測(cè)方法，步驟如下：
[0007] a、通過(guò)還原硝酸銀制得納米銀；
[0008] b、采用超濾管離心，對(duì)納米銀進(jìn)行濃縮除雜；
[0009] C、采用濃度為5-20ppm的納米銀以得到具有表面增強(qiáng)拉曼活性的增強(qiáng)基底；
[0010] d、選擇濁點(diǎn)萃取溶液酸堿度為ρΗ3· 5-5. 5 ;
[0011] e、通過(guò)離心輔助分離非離子表面活性劑與水相；
[0012] f、加入0. 05-0. 2M的氯化鈉促進(jìn)納米銀的自團(tuán)聚，以及非離子表面活性劑與水相 的分離；
[0013] g、吸取溶液置于拉曼光譜儀上進(jìn)行測(cè)定。
[0014] 所述的方法中，步驟a是采用鹽酸羥胺還原硝酸銀制得納米銀，或采用檸檬酸還 原硝酸銀制得納米銀。
[0015] 所述的方法中，步驟b是采用30kD超濾管濃縮納米銀。
[0016] 所述的方法中，步驟c中的納米銀濃度為lOppm。
[0017] 所述的方法中，步驟d中的濁點(diǎn)萃取溶液酸堿度為pH4. 5。
[0018] 所述的方法中，步驟e中采用1500rpm離心分離lOmin。
[0019] 所述的方法中，步驟f中加入的氯化鈉濃度為0. 1M。
[0020] 所述的方法中，步驟f中的非離子表面活性劑為T(mén)X-114。
[0021] 所述的方法中，步驟g是采用內(nèi)徑為0. 5mm的玻璃毛細(xì)管吸取溶液后置于拉曼光 譜儀上測(cè)定。
[0022] 與公知的利用濁點(diǎn)萃取測(cè)定孔雀石綠的方法相比，本方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：
[0023] 1)靈敏度較高，可實(shí)現(xiàn)水體中低至1(ΓηΜ孔雀石綠的檢測(cè)。
[0024] 2)所需樣品量少,不超過(guò)lmL樣品。
[0025] 3)可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)孔雀石綠的分離富集和表面增強(qiáng)拉曼基底的構(gòu)建。
[0026] 4)操作簡(jiǎn)便，結(jié)合便攜式拉曼光譜儀便可實(shí)現(xiàn)野外現(xiàn)場(chǎng)分析。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027] 圖1是本發(fā)明納米銀的量對(duì)測(cè)定孔雀石綠靈敏度的影響。
[0028] 圖2是本發(fā)明氯化鈉用量對(duì)測(cè)定孔雀石綠靈敏度的影響。
[0029] 圖3是本發(fā)明溶液酸堿度對(duì)測(cè)定孔雀石綠靈敏度的影響。
[0030] 圖4是在實(shí)際水樣中測(cè)定的孔雀石綠的標(biāo)準(zhǔn)曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0031] 對(duì)于濁點(diǎn)萃取分離富集孔雀石綠并用拉曼檢測(cè)的報(bào)道極少。在相關(guān)的報(bào)道中，首 先需要對(duì)孔雀石綠進(jìn)行濁點(diǎn)萃取，然后再稀釋并加入納米銀后進(jìn)行拉曼檢測(cè)，這樣難免會(huì) 損失其方法的靈敏度。
[0032] 本發(fā)明將納米銀加入到含有孔雀石綠的溶液中同時(shí)進(jìn)行濁點(diǎn)萃取，實(shí)現(xiàn)了對(duì)水體 中孔雀石綠分離富集和SERS基底的同時(shí)構(gòu)建，在最大程度上保留了該方法的靈敏度，并成 功的用于實(shí)際水樣中孔雀石綠的分離測(cè)定。
[0033] 在本發(fā)明中提出了同時(shí)分離富集孔雀石綠與構(gòu)建SERS基底的方法，包括納米銀 的合成、濃縮、孔雀石綠的測(cè)定條件和拉曼檢測(cè)方法，本發(fā)明的方法包括以下步驟：
[0034] a、納米銀增強(qiáng)基底的合成，采用堿性條件下鹽酸羥胺還原硝酸銀的反應(yīng)；
[0035] b、采用30kD超濾管對(duì)納米銀進(jìn)行濃縮除雜；
[0036] c、納米銀濃度的選擇，向待萃取樣品溶液中加入合適濃度的納米銀以獲得具有最 佳SERS活性的拉曼基底；
[0037] d、選擇合適酸堿度的濁點(diǎn)萃取溶液分離檢測(cè)孔雀石綠；
[0038] e、通過(guò)離心輔助分離非離子表面活性劑與水相；
[0039] f、在萃取后的非離子表面活性劑中加入合適的氯化鈉促進(jìn)納米銀的自團(tuán)聚，以及 非離子表面活性劑與水相的徹底分離；
[0040] g、采用玻璃毛細(xì)管吸取溶液直接置于拉曼光譜儀上測(cè)定。
[0041] 在本發(fā)明的實(shí)施方案中，所述的環(huán)境污染物不局限于孔雀石綠，任何可以通過(guò)濁 點(diǎn)萃取被分離的污染物都可以，并還包括一些本身不能被萃取，但是可以通過(guò)與納米銀的 結(jié)合作用隨著納米銀一同被萃取的污染物。
[0042] 本發(fā)明的方法中，關(guān)于納米銀的合成，也可以采用檸檬酸作為還原劑；增強(qiáng)基底還 可以是納米金。
[0043] 本發(fā)明的方法中，可以選擇其他孔徑的超濾管對(duì)納米銀進(jìn)行濃縮。
[0044] 本發(fā)明的方法中，作為表面增強(qiáng)拉曼增強(qiáng)基底的納米銀的最佳濃度為lOppm。本 發(fā)明考查了納米銀濃度在〇. 5-40ppm范圍變化時(shí)，孔雀石綠的SERS信號(hào)隨納米銀濃度的 變化，最后選擇納米銀的加入濃度為lOppm。由圖1可以看出，隨著加入的納米銀濃度的增 力口，所測(cè)定的孔雀石綠的表面增強(qiáng)拉曼信號(hào)明顯增加，當(dāng)加入納米銀的濃度為lOppm時(shí)，獲 得了最強(qiáng)佳的增強(qiáng)效果。
[0045] 本發(fā)明的方法中，萃取溶液酸堿度最佳為pH4. 5。本發(fā)明考查了萃取溶液酸堿度 pH3. 5-10范圍內(nèi)，該方法對(duì)納米銀的萃取效率及孔雀石綠的拉曼檢測(cè)的響應(yīng)。由圖3可以 看出，隨著pH值的增大，孔雀石綠的拉曼信號(hào)明顯降低。在pH為4. 5時(shí)，獲得了最佳的SERS 效果。
[0046] 本發(fā)明的方法中，采用1500rpm離心lOmin，輔助分離非離子表面活性劑相與水 相。
[0047] 本發(fā)明的方法中，萃取后的溶液中優(yōu)選加入0. 1M氯化鈉促進(jìn)納米銀的自團(tuán)聚，以 及非離子表面活性劑與水相的徹底分離，實(shí)現(xiàn)對(duì)孔雀石綠的高靈敏度檢測(cè)。本發(fā)明考察了 氯化鈉加入量在〇. 01-0. 2M范圍內(nèi)變化時(shí)，其對(duì)孔雀石綠SERS信號(hào)測(cè)定的影響。由圖2可 以看出，隨著氯化鈉濃度的增加，所測(cè)得的孔雀石綠的拉曼信號(hào)明顯增加，但是當(dāng)氯化鈉的 濃度超過(guò)〇. 1M時(shí)，過(guò)量濃度的氯化鈉會(huì)導(dǎo)致納米銀發(fā)生過(guò)度團(tuán)聚而降低其增強(qiáng)效果，孔雀 石綠的拉曼信號(hào)也隨之降低。
[0048] 本發(fā)明的方法中，采用內(nèi)徑為0. 5mm的玻璃毛細(xì)管吸取溶液后直接置于拉曼光譜 儀上測(cè)定。
[0049] 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作詳細(xì)說(shuō)明：
[0050] 實(shí)施例1 :自來(lái)水中孔雀石綠的加標(biāo)測(cè)定
[0051] (1)鹽酸羥胺還原法制備納米銀膠體
[0052] 合成前，用新配制的王水，將用于合成反應(yīng)的100mL具塞錐形瓶浸泡至少30min。 使用前，分別用自來(lái)水、蒸餾水和超純水依次清洗干凈。
[0053] 向90mL含有1. 67X 10_3M鹽酸羥胺和3. 33X 10_3M氫氧化鈉的混合溶液中，快速加 入10mL 10 2M硝酸銀溶液并持續(xù)攬祥，溶液顏色迅速由無(wú)色轉(zhuǎn)為灰黃色，并趨于穩(wěn)定。
[0054] 采用超濾離心法（5000rpm，15min)將未反應(yīng)完的試劑去除，收集超濾管中的納米 銀，用ICP-MS定濃度至約lOOOppm備用。
[0055] (2)自來(lái)水中孔雀石綠的加標(biāo)測(cè)定
[0056] 自來(lái)水水樣用0. 22 μ m濾膜過(guò)濾。在1. 5mL離心管中加入100 μ L過(guò)濾后的自來(lái) 水和900 μ L超純水,用稀硝酸調(diào)節(jié)pH至約4. 5,再加入如圖4所示的的孔雀石綠標(biāo)準(zhǔn)溶 液，10yL lOOppm 的納米銀，23yL 10% (v/v)TX-114 和 3.5yL 1M NaCl，混合均勻后置 于40°C水浴中加熱30min，進(jìn)一步在1500rpm離心lOmin輔助相分離。棄上層水相，在下層 TX-114相中加入lyL 2M NaCl，混勻靜置lOmin，用毛細(xì)管吸取清液，直接置于拉曼光譜儀 上進(jìn)行檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在實(shí)際水體中MG濃度為10_ nM?3X10_9M范圍內(nèi)其SERS響 應(yīng)強(qiáng)度與濃度呈現(xiàn)良好的線性關(guān)系（請(qǐng)參閱圖4)。該方法可以通過(guò)濁點(diǎn)萃取一步實(shí)現(xiàn)水體 中MG的分離富集和SERS基底的構(gòu)建，操作簡(jiǎn)便，靈敏度高，可用于水體中痕量污染物的快 速分離測(cè)定。
【權(quán)利要求】
1. 一種濁點(diǎn)萃取同時(shí)分離富集孔雀石綠及構(gòu)建表面增強(qiáng)拉曼基底的檢測(cè)方法，步驟如 下： a、 通過(guò)還原硝酸銀制得納米銀； b、 采用超濾管離心，對(duì)納米銀進(jìn)行濃縮除雜； c、 采用濃度為5-20ppm的納米銀以得到具有表面增強(qiáng)拉曼活性的增強(qiáng)基底； d、 選擇濁點(diǎn)萃取溶液酸堿度為pH3. 5-5. 5 ; e、 通過(guò)離心輔助分離非離子表面活性劑與水相； f、 加入0. 05-0. 2M的氯化鈉促進(jìn)納米銀的自團(tuán)聚，以及非離子表面活性劑與水相的分 離； g、 吸取溶液置于拉曼光譜儀上進(jìn)行測(cè)定。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟a是采用鹽酸羥胺還原硝酸銀制得納米銀， 或采用檸檬酸還原硝酸銀制得納米銀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟b是采用30kD超濾管濃縮納米銀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟c中的納米銀濃度為lOppm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟d中的濁點(diǎn)萃取溶液酸堿度為pH4. 5。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟e中采用1500rpm離心lOmin，分離非離子 表面活性劑相與水相。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟f中加入的氯化鈉濃度為0. 1M。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟f中的非離子表面活性劑為T(mén)X-114。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟g是采用內(nèi)徑為0. 5mm的玻璃毛細(xì)管吸取溶 液后置于拉曼光譜儀上測(cè)定。
【文檔編號(hào)】G01N21/65GK104122135SQ201410374078
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年7月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月31日
【發(fā)明者】劉景富, 張宗綿, 劉睿, 孫潔芳 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心