基于新型纳米材料和表面增强拉曼光谱的水体有机污染物现场快速检测技术研究

本项目针对水污染事件中有机污染物的应急检测需求，拟通过制备新型多功能纳米材料，利用表面增强拉曼光谱（SERS）技术检测时间短、可原位分析、灵敏度高、检测范围广的优点，开发水中有机污染物的SERS现场快速检测技术，研究相关的基础性科学问题。项目首先以分子组装、纳米器件加工等技术制备增强效果好的SERS活性基底材料，并通过界面控制、改性修饰等手段将其制作成同时具有增强拉曼光谱信号和快速分离功能的新型SERS活性基底；在此基础上，采用基于便携式拉曼光谱仪器的SERS技术，对不同的有机物污染水样进行现场快速检测研究，获取水中代表性有机污染物的SERS特征谱图、建立谱图信息库，进而建立基于SERS的水中有机污染物现场快速检测技术。.课题研究成果可望为SERS活性基底的制备加工提供新的研究思路，为水污染事件中有机污染物的应急分析提供新的便携式现场快速检测手段，并为其应用开发提供一定的研究基础。

本项目针对水污染事件中有机污染物的应急检测需求，开展了表面增强拉曼光谱（SERS）活性纳米材料的表征与修饰、基于功能型SERS活性基底材料的有机污染物现场快速检测技术、基于SERS与其他方法联用的复杂有机污染物现场快速检测技术以及可抛式高通量SERS传感器件批量制备等方面的研究工作，建立了取代苯、多环芳烃、农药等多种水中有机污染物的SERS现场快速检测技术。研究工作简述如下：. 1. 开发了一种单个金属纳米颗粒直径的实时在线简易表征测试新方法，研究了不同修饰分子与SERS活性纳米材料之间的相互作用，为后续功能化SERS活性材料的研制提供表征与设计参考。. 2. 建立了基于银-钼（矾）酸盐的农药污染物现场快速检测技术、基于腐殖酸/纳米银的多环芳烃类现场快速检测技术及基于纳米金@分子印记的雌激素现场快速检测技术，丰富了相关污染事件的应急检测手段。. 3. 建立了基于薄层色谱-SERS联用的水中取代苯类污染物现场快速检测技术和基于静电富集-SERS联用的水中抗生素类污染物现场快速检测技术，增强了复杂水样中多种不同类型有机污染物的同时检测能力。. 4. 研制了可抛式高通量、高重复性SERS传感器件及金-银双金属纸基微流体SERS传感器件，进一步提高了污染物SERS现场快速检测技术的实际应用性能。. 项目研究共发表SCI论文13篇、核心期刊论文1篇，其中IF>5的文章6篇，包括Environ. Sci. Technol.1篇、Anal. Chem.1篇、Chem. Commun. 1篇、Biosens. Bioelectron. 1篇、Lab Chip1篇（封面文章）、Nanoscale 1篇，受邀撰写英文综述文章1篇；申请或授权发明专利3项，其中授权国际专利1项、授权中国专利1项、申请中国专利1项。相关研究成果可为水污染事件中有机污染物的应急分析提供新的便携式现场快速检测技术支持。