将具有拉曼信号的三氢-吲哚菁类（Cy3）染料分子标记农药核酸适配体（Aptamer）制备成拉曼检测试剂（Cy3-aptamer）, 对痕量啶虫脒进行了特异性的表面增强拉曼光谱法（SERS）检测研究。 考虑到胶体的稳定和聚凝作用原理, 采用聚丙烯酸钠作为分散剂, 使作为SERS检测基底材料的银溶胶带负电荷, 获得了良好的稳定性和分散性。 由于聚丙烯酸钠分散的银溶胶为负电平衡体系, 测试时需采用聚沉剂, 使具有较高稳定性的银纳米颗粒团聚, 形成SERS增强热点, 从而提高SERS检测信号。 以SERS信号较弱的啶虫脒为探针, 考察了银溶胶中加入不同聚沉剂（NaCl, KCl, NaOH, HNO3, H3PO4, H2SO4, HCl）对SERS信号的影响, 实验结果表明, H+作为阳离子和PO3-4作为阴离子组成的电解质聚沉剂, 对于带有一定负电荷σ-基团分子, 具有较好的拉曼增强效应。 且通过紫外可见分光光谱, 进一步说明了表面电荷性质对SERS的增强信号起决定作用。 又由于Cy3-aptamer磷酸骨架上带有大量负电荷, 其SERS信号较小。 故选择带丰富正电荷的精胺分子以消除Cy3-aptamer磷酸骨架上的负电荷, 使Cy3-aptemer更易吸附于银溶胶表面, 使其产生较强的SERS光谱。 此外, 考察选择了精胺与Cy3-aptamer以及Cy3-aptamer与农药啶虫脒的最佳反应结合时间分别为5和20 min。 最后, 建立了定量检测农药啶虫脒的方法, 并对检测机理进行了探讨。 研究表明, 农药啶虫脒在适配体银溶胶特效探针上于1 392 cm-1处的SERS特征峰面积与水的OH伸缩振动峰面积组成相对拉曼峰面积强度, 其相对强度与啶虫脒浓度的对数具有良好的负线性关系, 浓度范围为1×10-8～2.5×10-7 mol·L-1。 将所建立的特效检测啶虫脒的方法用于实际水样的检测, 回收率为97.4%～99.4%。 结果表明, 所提出的聚丙烯酸钠分散及精胺修饰的银溶胶有利于捕获Cy3-aptamer及其Cy3-aptamer与啶虫脒的反应物, 提高了方法的灵敏度与可靠性。

基于实验室自行搭建的拉曼点扫描系统, 以市售鸡尾酒为研究对象柠檬酸钠还原硝酸银配制的银溶胶作为表面增强剂, 探讨了鸡尾酒中苯甲酸钠和山梨酸钾两种防腐剂的同时快速检测方法。 首先确定鸡尾酒中苯甲酸钠拉曼特征峰为846.1, 1 007和1 605 cm-1, 山梨酸钾拉曼特征峰为1 164, 1 389和1 651 cm-1, 进而对它们拉曼特征位移强度稳定性及鸡尾酒中两种防腐剂对拉曼特征位移强度的相互影响进行了分析。 结果表明, 利用该方法采集的鸡尾酒中苯甲酸钠和山梨酸钾表面增强拉曼特征位移强度具有较高的稳定性, 而且鸡尾酒中苯甲酸钠和山梨酸钾的拉曼特征位移强度相互影响并不大, 具有较高的稳定性。 分别制备苯甲酸钠浓度范围为0.154 3~1.5 g·kg-1的42个鸡尾酒样品及山梨酸钾浓度范围为0.062~1.5 g·kg-1的45个鸡尾酒样品, 分别建立了苯甲酸钠和山梨酸钾的线性回归模型。 选用最佳的苯甲酸钠1 007和1 605 cm-1二元线性回归预测模型与山梨酸钾的1 164和1 651 cm-1二元线性回归预测模型, 对不同浓度苯甲酸钠和山梨酸钾43个鸡尾酒样品进行了苯甲酸钠和山梨酸钾同时预测验证。 结果显示, 鸡尾酒中苯甲酸钠和山梨酸钾预测值与实际值相关系数(r)分别为0.949 3和0.921 8, 均方根误差(RMSE)分别为0.088 2和0.142 9 g·kg-1。 基于银溶胶表面增强拉曼完全可以实现鸡尾酒中苯甲酸钠和山梨酸钾两种防腐剂的快速同时检测, 为液态食品中防腐剂的同时快速监测提供了技术支撑。

利用表面增强拉曼光谱检测水溶液和果汁中的阿斯巴甜（APM）。首先制备了银溶胶活性基底, 并对相关特性进行了表征。其次对APM的拉曼特征峰进行了归属。然后通过对比性的实验研究确定了最佳促凝剂种类。最后对水溶液中的APM进行了表面增强拉曼光谱检测, 获得了检测限, 并利用逻辑回归分析方法实现了定量分析和回收率的测定。另外, 当果汁中APM浓度低至1000 mg/L时, 仍能够清晰分辨出其特征峰, 接近国家检测标准0.6 g/kg。

本文应用表面增强拉曼散射技术以纳米银溶胶作为基底直接对17种葱属植物的挥发性物质进行了检测,进一步用SERS谱图结合化学计量学多变量统计分析,对17种葱属植物进行鉴别分类研究,并提出一种基于SERS的快速、有效的挥发性物质筛选式葱属植物鉴别分类研究方法。对不同年份制作的纳米银溶胶进行了重现性测试,结果显示纳米银溶胶作为SERS基底对葱属植物的挥发性物质检测重现效果较好;对同一植物不同部位的挥发性物质进行检测,结果显示光谱峰位变化不大,只是个别峰的相对强度发生了变化;对17种葱属植物的挥发性物质进行检测,结果显示:17种葱属植物的挥发物的SERS光谱可分为三组,1-丙硫醇增强组、烯丙基甲基硫醚增强组、二烯丙基二硫增强组,说明纳米银溶胶对葱属植物的挥发物具有选择性增强效果;17种葱属植物挥发物的SERS谱结合聚类分析、因子分析、判别分析进行多变量统计分析,分析结果显示,样品能按三个不同增强组进行准确分类。实验结果表明,基于SERS的挥发物筛选式葱属植物鉴别分类研究方法可以为葱属植物分类研究提供参考信息。

利用实验室自行搭建的拉曼光谱检测系统, 确定了苯甲酸钠位于843.5 cm-1、1007 cm-1和1605 cm-1处的3个拉曼特征峰; 以柠檬酸钠还原硝酸银配制的银溶胶作为表面增强剂, 设计了快速检测市售碳酸饮料中苯甲酸钠含量的方法。将44个苯甲酸钠浓度不同的碳酸饮料的原始光谱曲线进行Savitzky-Golay平滑降噪及基线背景扣除预处理, 然后随机分为32个校正集和12个验证集, 采用一元线性回归、多元线性回归、偏最小二乘回归、主成分回归和支持向量机回归等方法进行建模。结果表明, 以843.5 cm-1、1605 cm-1处的2个特征峰建立的二元线性回归模型的建模结果最好, 验证集相关系数为0.9603, 验证集的均方根误差为0.0867×10-3。该二元线性回归模型可以实现市售碳酸饮料中苯甲酸钠的快速定量检测, 为食品中的苯甲酸钠含量的实时在线检测提供了技术支撑。

胃癌患者能够得到早期诊断对其治疗具有十分重要的意义, 疾病状态下的血红蛋白拉曼光谱检测在血液代用品的高铁血红蛋白含量检测中以及血氧饱和定量测定中占很大优势。 本实验采用微波加热法制备银胶体粒子, 依次对20例胃癌患者和11例健康人的血红蛋白进行表面增强拉曼光谱分析。 采用SERS谱峰归属分析结果显示胃癌患者血红蛋白中的酪氨酸、 苯丙氨酸和吡咯环的含量均低于正常人。 本文还讨论了血红素的分子结构, 在血红蛋白和氧气结合的前后, Fe2+分别处于高低自旋态, 离子半径也随着与氧结合缩小了0.075 nm从而滑落入卟啉环平面中央的孔隙之中。 这种空间的拉伸变化会牵动与铁相连的F8His, 使得珠蛋白中两股螺旋之间空隙缩小, 导致将HC2酪氨酸排挤出空隙。 利用这一机理, 对血红蛋白1 560 cm-1的吸收峰进行研究, 证实了胃癌患者酪氨酸含量确实低于正常人。 为了能得到更加明显的诊断区分, 利用降维的思想, 采用主成分分析(PCA)的方法对所有的拉曼光谱进行多元统计分析, 得出三维的诊断散点图。 为了更加精确的得出诊断准确率, 用判别分析得出诊断的灵敏度和特异性分别为90.0%和90.9%, 总判别正确率为90.3%。 此项研究表明: 对氧合血红蛋白的表面增强拉曼光谱诊断分析有希望成为一项新型的胃癌诊断技术应用于医学领域。

建立了常温常压下快速检测新鲜葱属植物-大葱主要挥发性气体的方法。采用顶空瓶在常温常压下收集大葱的挥发物，将挥发物用注射器注入纳米银胶中，进行SERS测量。结果表明大葱的挥发物SERS光谱重现性非常好；将大葱挥发性物的SERS谱与1-丙硫醇（1-Propanethiol）和烯丙基甲基硫醚（allyl methyl sulfide）混合气体的SERS谱相比，具有较好的相似性，说明大葱的挥发物主要由1-丙硫醇和烯丙基甲基硫醚气体组成。利用Gaussian 03软件获得1-丙硫醇-银(1-Propanethiol-Ag)的Raman光谱，计算结果与1-丙硫醇的SERS实验结果对应较好，说明1-丙硫醇在纳米银基底上的增强为化学增强。顶空与SERS结合可直接用于对葱属植物挥发性物的研究。

计算了乌洛托品的拉曼光谱,并以银溶胶为活性基底研究了乌洛托品的表面增强拉曼光谱(SERS).研究了氯化钠作为促凝剂时的增强效果,结果表明对于银溶胶氯化钠有很好的优化作用.测量不同浓度乌洛托品溶液的SERS,当乌洛托品水溶液浓度低至10-8g/mL时,依然可以得到明显的拉曼光谱信号.选择1052 cm-1处的拉曼特征峰作为研究对象,建立了乌洛托品SERS特征峰强与水溶液浓度之间的函数关系.将这种乌洛托品的检测方法应用于粉丝样品的检测之中,检测下限为10-6g/mL.此种方法操作简便快捷,在粉丝中乌洛托品的快速定性检测方面具有特有的优势.

本文以银溶胶为表面增强拉曼活性基底, 实现了鱼肉中磺胺类抗生素的痕量检测。采用微波加热法制备银溶胶, 比较了两种提取剂(氨水、乙酸乙酯)对鱼肉中抗生素的提取及探测效果。实验发现, 鱼肉中的物质对抗生素检测有较大干扰, 乙酸乙酯作为提取剂的效果要明显好于氨水。以银溶胶为基底, 乙酸乙酯作为提取剂对两种限制使用的磺胺类抗生素(磺胺甲基嘧啶、磺胺二甲基嘧啶)检测的最低浓度皆为1 ppm, 检测限分别为0.16 ppm、0.59 ppm。结果表明, 利用此方法, 可以实现鱼肉中一定浓度抗生素的检测, 为实现水产品中抗生素的检测提供了实验基础。