啶虫脒农药的电化学表面增强拉曼光谱检测方法

10mm的agno3水溶液，黑暗条件下持续搅拌25～35分钟，得到纳米银溶胶；
13.s22、纳米银修饰的活性工作电极的制备：将纳米银溶胶以8000～12000rpm离心8～15分钟，去除上清液，重新分散剩余的混合物，得到浓缩的纳米银糊剂；将浓缩的纳米银糊剂滴到丝网印刷工作电极上，干燥，获得纳米银修饰的活性工作电极。
14.优选的，步骤s21中的agno3水溶液的体积与所述混合溶液的体积比为1：9。
15.优选的，步骤s21中的反应温度为25℃。
16.优选的，步骤s3的恒定电极电位为-0.7v。
17.优选的，步骤s3中采集时的条件为：激光功率5.5～15.5mw、积分时间1.5～2.5s、累积次数1～3，采集时间不超过400s。
18.优选的，激光功率为15.5mw、积分时间为2s、累积次数为1。
19.优选的，步骤s1中待测样品与乙腈的质量体积比为1：1。
20.与现有技术相比，本发明能够取得如下有益效果：
21.(1)将已得到广泛研究的表面增强拉曼快检技术与电化学联用，可以进一步提升表面增强拉曼的灵敏度；
22.(2)将ec-sers与一次性、经济高效的丝网印刷电极相结合，无需复杂的仪器和耗时的检测程序，检测时间不超过400s，并且操作简便，为啶虫脒农药的灵敏快速检测提供了一种低成本且简便高效的方法。
附图说明
23.图1是根据本发明实施例提供的啶虫脒农药的电化学表面增强拉曼光谱检测方法原理示意图。
24.图2是根据本发明实施例提供的裸工作电极spe和纳米银修饰的活性工作电极agnps-spe的扫描电镜图像；其中，a、b代表裸工作电极，c、d代表纳米银修饰的活性工作电极。
25.图3是根据本发明实施例提供的rdg绘制银簇-啶虫脒的等值面图：(a)未施加电场；(b)施加电场后。
26.图4是根据本发明实施例提供的啶虫脒在不同施加电位下的ec-sers光谱图。
27.图5是根据本发明实施例提供的啶虫脒浓度与ec-sers特征信号(630cm-1
)强度之间的线性关系图。
28.图6是根据本发明实施例提供的ec-sers和hplc-ms对上海青中啶虫脒(aap)的定量结果对比图；1-6为平行样品标号。
具体实施方式
29.在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
30.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
31.实施例1
32.本实施例提供一种啶虫脒农药的电化学表面增强拉曼光谱检测方法(图1示出了本方法的原理)，实际样品以上海青为例；具体包括如下步骤：
33.s1、制备啶虫脒待测液：根据国标gb 23200.121-2021对实际样品进行预处理；取10g待测样品加入10ml乙腈，振荡1分钟；再加入4g硫酸镁、1g氯化钠、1g柠檬酸三钠二水合物和0.5g柠檬酸氢二钠三水合物，混合1分钟，并离心收集上清液，得到啶虫脒待测液；
34.s2、将啶虫脒待测液滴加到纳米银修饰的活性工作电极上，干燥，得到待测电极，滴加pbs缓冲液覆盖所述待测电极；
35.s3、电化学表面增强拉曼光谱(ec-sers)测定：使用恒电位仪施加-0.7v的恒定电极电位，通过拉曼光谱仪采集啶虫脒的特征信号；采集时拉曼光谱仪的激光功率、积分时间和累积次数分别为3％(350mw)、2s和1；
36.s4、根据啶虫脒标准曲线，对所述样品中的啶虫脒进行定量分析。
37.步骤s2中所述的纳米银修饰的活性工作电极(agnps-spe)的制备方法，具体包括如下步骤：
38.s21、纳米银(agnps)溶胶的制备：在反应温度为25℃下将3.3mm naoh溶液与1.7mm盐酸羟胺混合，制备混合溶液；取90ml的所述混合溶液，一边搅拌一边快速加入10ml 10mm的agno3水溶液，黑暗条件下持续搅拌30分钟，得到纳米银溶胶，储存在4℃避光条件下。
39.s22、纳米银修饰的活性工作电极(agnps-spe)的制备：通过将1ml agnps转移到eppendorf管中，然后以10000rpm离心10分钟，获得浓缩的agnps糊剂；然后去除950μl上清液，并重新分散剩余的50μl混合物；随后，用微量移液管将5μl浓缩的agnps滴到工作电极(丝网印刷电极，spe)上，并在空气中完全干燥；重复滴注3次以获得纳米银修饰的活性工作电极。
40.图2示出了裸工作电极spe(图2a-b)和纳米银修饰的活性工作电极agnps-spe(图2c-d)的扫描电镜图像。如图2a-b所示，spe的工作电极上可以清楚地看到许多空腔，并且还观察到少量的片状结构；修饰后，agnps密集且相对均匀地覆盖在工作电极的表面上，可以提供有效的sers热点(图2c-d)。
41.实施例2
42.通过密度泛函理论dft计算进一步研究了电场对金属团簇与啶虫脒分子相互作用的影响。
43.图3中显示了非共价相互作用的定性可视化结果。蓝色、绿色和红色分别代表吸引或键合相互作用、弱范德华相互作用和排斥相互作用。与无电场条件相比，电场的应用使得啶虫脒分子和银团簇的相互作用面积变大，并形成更多的范德华力(用红圈标记的区域)。此外，即使在存在电场的情况下，分析物的吸附取向也没有显著变化。这可能与啶虫脒分子中缺乏容易与金属表面形成键的官能团有关。
44.表1施加电场之前和之后的吉布斯自由能δg值
[0045][0046]
此外，施加电场之前和之后的吉布斯自由能δg值分别为-30.26和-32.13kcal mol-1(表1)。负值表明啶虫脒在银簇上的吸附是自发发生的，电场的施加可以更容易地将啶虫脒分子驱动到金属表面。这些结果表明，电场的存在有效地提高了啶虫脒分子在金属表面的覆盖率，这进一步产生了化学增强，从而促进了ec-sers的显著增强。
[0047]
实施例3
[0048]
不同的恒定电极电位对啶虫脒定量检测分析的影响，具体操作如下：
[0049]
首先，对ec-sers的最佳电位进行了评估；用pbs缓冲溶液(ph＝7.4，0.1m kcl)稀释啶虫脒，制备2mm啶虫脒待测溶液；将制备的agnps-spe插入电极配件，然后将50μl的啶虫脒待测溶液滴到agnps-spe上，并确保溶液覆盖三个电极；ec-sers光谱是通过以0.1v的递减梯度将施加的电位从开路电压(ocp)逐步降低到-1.0v来采集的；测量时，使用恒电位仪(chi760c，ch instruments，inc.，shanghai，china)施加不同的恒定电极电位(0v、-0.1v、-0.2v、-0.3v、-0.4v、-0.5v、-0.6v、-0.7v、-0.8v、-0.9v、-1v)，用拉曼光谱仪(中国有限公司zolix分析仪器有限公司fi785e)收集信号数据；每次测量的激光功率、积分时间和累积次数分别为3％(350mw)、2s和1；在采集过程中，通过将每个电势保持300s来记录光谱。
[0050]
结果：图4示出了啶虫脒在不同施加电位下的ec-sers光谱图。从图中可以观察到，随着施加的电位由0v降低到-0.7v，拉曼信号的强度逐渐增加并达到最大；当超过-0.7v时，信号强度开始降低，因此最佳电位选择为-0.7v。
[0051]
实施例4
[0052]
确定在最佳电位-0.7v下啶虫脒浓度与拉曼特征信号之间的线性关系，绘制标准曲线：用pbs将啶虫脒待测溶液稀释至不同浓度(0.1μm、1μm、10μm、100μm、1mm)，在最佳电位下获得啶虫脒浓度与拉曼特征信号之间的线性关系，用于定量分析。图5示出啶虫脒浓度与ec-sers特征信号(630cm-1
)强度之间的线性关系图。由标准曲线可知，线性范围为0.1-1000μm，检出限(lod)为0.042μm。
[0053]
实施例5
[0054]
为了验证啶虫脒农药的电化学表面增强拉曼光谱检测方法的可行性与准确性，将使用本发明方法对上海青(brassica chinensis l.)中啶虫脒的定量检测结果与传统的
hplc-ms方法做对比；图6示出了ec-sers和hplc-ms对上海青中啶虫脒(aap)的定量结果对比图。在ec-sers测试之前，通过hplc-ms标准方法测量实际样品中啶虫脒的含量；结果表明，ec-sers与hplc-ms的检测结果一致，表明本发明方法可行性高、准确性也可达到现有技术水平。
[0055]
综上，本发明在实际情况下也具有良好的灵敏度和准确性，为啶虫脒农药的检测提供了一种简便有效的方法。
[0056]
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
[0057]
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

技术特征：
1.啶虫脒农药的电化学表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：s1、制备啶虫脒待测液：取8～15g待测样品加入8～15ml乙腈，振荡1～3分钟；再加入2～5g硫酸镁、0.5～1.5g氯化钠、0.5～1.5g柠檬酸三钠二水合物和0.3～1g柠檬酸氢二钠三水合物，混合均匀，离心、收集上清液，得到啶虫脒待测液；s2、将所述啶虫脒待测液滴加到纳米银修饰的活性工作电极上，干燥，得到待测电极；s3、电化学表面增强拉曼光谱测定：滴加pbs缓冲液覆盖所述待测电极，然后施加-0.5～-0.9v的恒定电极电位，采集啶虫脒的拉曼光谱特征信号；s4、根据啶虫脒标准曲线，对所述样品中的啶虫脒进行定量分析。2.根据权利要求1所述的啶虫脒农药的电化学表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于：所述步骤s2中纳米银修饰的活性工作电极是将浓缩的纳米银溶胶滴加至丝网印刷工作电极上制备的。3.根据权利要求2所述的啶虫脒农药的电化学表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于：所述步骤s2中纳米银修饰的活性工作电极的制备方法，具体包括如下步骤：s21、纳米银溶胶的制备：在反应温度为23～28℃下将3.3mm naoh溶液与1.7mm盐酸羟胺混合，制备混合溶液；取85～92ml的所述混合溶液，一边搅拌一边快速加入8～15ml 10mm的agno3水溶液，黑暗条件下持续搅拌25～35分钟，得到纳米银溶胶；s22、纳米银修饰的活性工作电极的制备：将纳米银溶胶以8000～12000rpm离心8～15分钟，去除上清液，重新分散剩余的混合物，得到浓缩的纳米银糊剂；将浓缩的纳米银糊剂滴到丝网印刷工作电极上，干燥，获得纳米银修饰的活性工作电极。4.根据权利要求3所述的啶虫脒农药的电化学表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于：所述步骤s21中的agno3水溶液的体积与所述混合溶液的体积比为1：9。5.根据权利要求4所述的啶虫脒农药的电化学表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于：所述步骤s21中的反应温度为25℃。6.根据权利要求1-5任意一项所述的啶虫脒农药的电化学表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于：所述步骤s3的恒定电极电位为-0.7v。7.根据权利要求6所述的啶虫脒农药的电化学表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于：所述步骤s3中采集时的条件为：激光功率5.5～15.5mw、积分时间1.5～2.5s、累积次数1～3，采集时间不超过400s。8.根据权利要求7所述的啶虫脒农药的电化学表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于：所述的激光功率为10.5mw、积分时间为2s、累积次数为1。9.根据权利要求8所述的啶虫脒农药的电化学表面增强拉曼光谱检测方法，其特征在于：所述步骤s1中待测样品与乙腈的质量体积比为1：1。

技术总结
本发明涉及啶虫脒农药检测技术领域，尤其涉及一种啶虫脒农药的电化学表面增强拉曼光谱检测方法。检测方法包括：取8～15g待测样品加入8～15mL乙腈，振荡；再加入2～5g硫酸镁、0.5～1.5g氯化钠、0.5～1.5g柠檬酸三钠二水合物和0.3～1g柠檬酸氢二钠三水合物，混合均匀，离心、收集上清液，得到啶虫脒待测液；将啶虫脒待测液滴加到纳米银修饰的活性工作电极上，干燥，得到待测电极；滴加PBS缓冲液覆盖待测电极，然后施加-0.5～-0.9V的恒定电极电位，采集啶虫脒的拉曼光谱特征信号；根据啶虫脒标准曲线，对所述样品中的啶虫脒进行定量分析。优点在于：检测时间短、提升表面增强拉曼的灵敏度。提升表面增强拉曼的灵敏度。提升表面增强拉曼的灵敏度。


技术研发人员：吴龙 唐雪梅 伍婷 曾威
受保护的技术使用者：海南大学三亚研究院
技术研发日：2023.07.21
技术公布日：2023/10/15