薄层色谱与表面增强拉曼散射光谱联用技术的研究进展

表面增强拉曼光谱（SERS）作为一种快速、灵敏的分析技术,被广泛应用于分析化学、环境检测及食品安全等领域。在实际生活中的样品大多为混合物,直接使用SERS技术无法对复杂样品中的分析物进行准确测定。薄层色谱（TLC）分离技术具有操作简便,成本低廉及分离速度快等特点,TLC作为一种高通量的分离技术在合成化学、分析化学、药物化学及食品科学等研究领域得到了广泛的应用。TLC对待测物体系进行分离后,通过碘显色或荧光对分离的斑点进行可视化处理,再结合质谱,红外光谱、荧光光谱及SERS光谱等分析技术可以对分离物质进行定性及定量分析。TLC与SERS联用技术的出现,使得SERS光谱可以应用于混合物中分析物的有效测定。TLC-SERS技术同时具备良好的分离作用和灵敏的光谱检测性能,适用于对复杂样品进行分离检测。在TLC-SERS检测过程中,样品用量少且无需使用复杂的实验设备即可实现对混合物现场快速检测。介绍了SERS的增强机理以及活性基底的制备,对TLC-SERS技术在环境污染物检测、食品安全、中草药鉴定及生物医学等方面的应用做了概括性综述。给出了TLC-SERS技术在有害物快检领域的应用实例,为TLC-SERS技术未来用于食品安全、法医鉴定及环境治理中快速检测方法建立及仪器设备研发提供参考。     

等离子TLC-DSERS应用于多环芳烃的检测研究

多环芳烃(PAHs)作为一种持久性有机污染物,不仅污染生态环境还危害人体健康。因此,PAHs的鉴别至关重要。本研究建立一种高灵敏度的等离子体薄层色谱(pTLC)与动态表面增强拉曼光谱(DSERS)联用的方法,现场检测食用油中嵌二萘。混合样品中的PAHs在pTLC芯片上被有效分离,并在紫外光下可视化,然后在便携式拉曼光谱仪上进行DSERS检测。此外,固定相的等离子体特性可以增强PAHs的荧光并且较小的金纳米粒子可以提供更高的分离效率和更低的理论塔板高度。pTLC-DSERS方法的灵敏度低至0.1 ppb,比TLC-SERS方法高近4个数量级。结果表明,pTLC-DSERS方法具有对混合物中的PAHs快速分离和灵敏检测的潜力。     

柔性SERS基底和具有可调光谱信息的防伪标签

通过电位还原法在柔性棉布表面沉积Ag纳米粒子,首先在棉布表面吸附Sn²⁺离子。由于Sn⁴⁺/Sn²⁺的标准还原电位高于Ag⁺/Ag⁰,因此,浸泡到AgNO₃溶液中后纤维表面的Sn²⁺会将Ag⁺还原成银种。使用温和的还原剂抗坏血酸可以将小粒径Ag原位生长成大颗粒Ag。选取不同种类拉曼探针分子,通过组合方式将不同比例的拉曼探针分子修饰到Ag纳米粒子表面,实现对光谱信息进行精准调控。使用羟胺为还原剂在Ag纳米粒子表面沉积Au壳层,制备具有光学信息存储的壳结构等离子体Ag@Au纳米结构。该材料具有良好的机械性能和时间稳定性。该器件所存储的光学信息可以灵活调控,作为柔性信息调变型防伪材料用于光学防伪。该基底还可以作为柔性基底应用于水果表面农药残留的SERS检测。     

自过滤功能SERS传感器应用于混合物样品的分离检测

通过种子介导-原位生长法来制备高灵敏度和分离功能滤纸SERS传感器。通过改变生长介质中AgNO₃的浓度,Ag NPs均匀而致密地堆积在滤纸的一侧。滤纸SERS传感器表现出良好的光谱均一性,相对标准偏差为8.2%。滤纸SERS传感器能够有效过滤大颗粒和分子(果胶)污染物,对番茄酱中的福美双进行分离及SERS检测。此外,使用QuEChERS(快速、简单、廉价、有效、坚固及安全)样品制备方法检测土壤中的孔雀石绿(MG),灵敏度低至0.01 ppm,无需任何的样品预处理或纯化。滤纸SERS传感器为快速检测食品安全开辟了一条新途径。     

非对称场流分离系统的构建及其在淀粉颗粒粒径表征中的应用

淀粉颗粒粒径与分子尺寸分别在1~100 μm和20~250 nm之间,是影响淀粉功能特性的重要因素之一。非对称场流分离(AF4)是一种基于样品与外力场相互作用机制的分离技术,已应用于表征淀粉分子尺寸分布。商品化的AF4系统的粒径检测范围为1 nm~10 μm,对于淀粉颗粒粒径表征具有一定的局限性。该文研制了AF4分离系统;考察了其在微米尺度下对红薯、莲子和大米淀粉颗粒粒径表征的性能;采用微米尺寸的聚苯乙烯乳化球(PS)标准样品验证了构建的AF4系统的分离性能。实验结果显示,构建的AF4系统对PS混合样品(粒径2、6、12、20 μm)实现了基线分离,同商品化AF4相比提高了检测上线,具有分离表征淀粉颗粒的潜力。此外,该文研究了载液组成对淀粉颗粒分离表征的影响;通过光学显微镜验证了构建的AF4系统在微米尺度上对淀粉颗粒粒径分布的表征能力。最后,采用商品化的AF4系统串联多角度激光光散射检测器和示差折光检测器对3种淀粉分子进行了分离表征,考察了淀粉的溶解温度对其表征结果的影响。在摩尔质量10 ⁶~10⁸ g/mol范围内,红薯和莲子淀粉的回转半径和水合半径的比值(R_g/R_h)在0.9~1.1之间,大米淀粉的R_g/R_h在1.2~1.4之间。实验结果证明构建的AF4系统是一种快速、准确的淀粉颗粒粒径表征方法,与商品化的AF4系统结合可为研究淀粉尺寸分布与其功能性质之间的关系提供技术支持。     

基于茚三酮衍生化TLC-SERS检测血清中的多巴胺

基于茚三酮衍生化薄层色谱法(TLC)与表面增强拉曼光谱法(SERS)联用传感技术建立了一种简便、灵敏度高和选择性高的血清中多巴胺的分离检测方法。多巴胺与茚三酮的橘红色衍生化产物不仅带来可视化效果,而且提供了良好的SERS响应,大大增强了SERS强度。薄层色谱法是一种快速有效的分离方法,表面增强拉曼光谱法具有灵敏度高,能够直接给出分子信息的特点,实现了一种无标记且无损的衍生化TLC-SERS传感检测方法用于检测血清中的多巴胺。