SERS技术结合乘子效应模型用于复杂体系的定量分析

摘要

表面增强拉曼光谱（SERS）具有制样简单、分析快速、以及灵敏度高等优点，在分析化学研究领域内得到广泛的应用。但在使用SERS技术对复杂体系进行定量分析时，所获得的光谱数据不仅包含了目标分析物的光谱信息，而且包括样本物理性质、测试外界条件、背景杂质等因素的干扰信息。为了实现复杂体系中目标组分的直接快速准确的定量分析，本课题组开发研究出一种新型的多元校正模型─乘子效应模型（multiplicative effects model，MEM）。MEM模型能够有效地校正与消除干扰因素造成的不利影响，解决了复杂体系中目标组分定量分析的一些问题。本论文的主要内容包括以下几个方面：
　　本文第二章提出了利用表面增强拉曼光谱法结合乘子效应模型定量分析血浆和药片中甲巯咪唑的浓度。该方法消除了 SERS增强基底物理性质以及激光光源功率和聚焦位置的变化对甲巯咪唑 SERS信号的影响，成功利用 SERS技术对血浆和药片中的甲巯咪唑进行了准确快速定量。结果表明：该方法对血浆样本中甲巯咪唑的平均相对预测误差为5.1％，检测限为32 nmol/L；对药片样本中甲巯咪唑的定量结果与LC-MS/MS方法十分接近，其加标回收率在93.3%~110.9%之间。
　　本文第三章考察了基于广义比率型探针的表面增强拉曼光谱用于大米中镉离子的检测。其过程如下：1）在金纳米颗粒上修饰比率型探针三聚硫氰酸（TMT）制备出具有螯合Cd2+功能的SERS增强基底；2）将样品与增强基底滴加至玻璃板上的锥形孔内，获得标准样本和待测样本的 SERS光谱信号；3）在标准样本的SERS光谱信号上建立MEM模型，并将其应用于待测大米样本SERS光谱信号的定量分析。此方法将MEM模型从简单的水体检测拓展到更加复杂的大米体系中，体现了MEM模型的广适性。
　　邻苯二胺在修饰了α-环糊精的银纳米颗粒SERS增强基底上几乎不产生SERS信号，但在酸性条件下邻苯二胺能与亚硝酸盐反应生成苯并三唑，此产物会进入到α-环糊精的疏水性空腔从而在银纳米颗粒SERS增强基底上产生较强的SERS信号。本文第四章将上述原理与MEM模型相结合实现了环境水样中亚硝酸根离子的准确定量分析，所获得的定量分析结果与高效液相色谱法的对照结果一致。

目录

第1章 绪 论

1.1 拉曼光谱

1.2 表面增强拉曼光谱

1.3 化学多维校正

1.4 SERS技术结合多元校正方法在复杂体系中的应用

1.5 SERS定量检测方式

1.6 本论文的立项意义与研究内容

第2章 SERS技术结合乘子效应模型用于血浆和药片中甲巯咪唑的定量检测

2.1 引言

2.2 理论部分

2.3 实验部分

2.4 结果与讨论

2.5 小结

第3章 基于广义比率型探针的SERS定量分析方法用于大米中镉的检测

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4小结

第4章 表面增强拉曼光谱结合乘子效应模型用于环境水样中亚硝酸根的定量检测

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 小结

结论

参考文献

附录A 攻读硕士学位期间发表的论文

致谢