(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221094915 6.9 (22)申请日 2022.08.09 (71)申请人 江苏经贸职业 技术学院 地址 211168 江苏省南京市江宁区龙眠大 道180号 (72)发明人 蒋彩云　 (74)专利代理 机构 南京君陶专利商标代理有限 公司 32215 专利代理师 狄荣君 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/65(2006.01) (54)发明名称 一种5-羟甲基糠醛的SERS检测方法 (57)摘要 本发明公开了一种5 ‑羟甲基糠醛的SERS检 测方法， 包括PVP改性的SiO2纳米球的制备、 SiO2@Ag纳米球的制备和检测。 本发明的有益效 果是： 利用简单的方法在SiO2纳米球表面完全包 覆均匀的AgNPs， 得到SiO2@Ag纳米复合材料， 然 后将其作为检测5 ‑HMF的SERS基底。 由于SiO2@Ag 纳米球具有高度的表面均匀性， 且在SiO2纳米球 表面包覆的AgNPs之间的间隙小于10  nm， 可以形 成大量的热点， 所以此SERS基底具有稳定性好、 重现性好、 灵敏性高的优点， 适用于5 ‑HMF的低浓 度和在实际样品中的检测。 权利要求书1页 说明书5页 附图5页 CN 115290562 A 2022.11.04 CN 115290562 A 1.一种5‑羟甲基糠醛的SERS检测方法， 其特 征在于： 包括以下步骤 步骤一、 PVP改性的SiO2纳米球的制备 将氨水加入乙醇中超声处理作为A液， 再将正硅酸四乙酯加入乙醇中超声处理作为B 液， 然后将B液滴入A液中， 最后搅拌得到纯白色溶胶， 用乙醇洗涤后烘干得到SiO2粉末； 将SiO2粉末和纯水混合超声得到SiO2分散液， PVP粉末加入纯水中， 超声至纯水上层看 不到白色粉末， 将其倒入SiO2分散液中， 搅拌得到PVP改性的SiO2纳米球； 步骤二、 SiO2@Ag纳米球的制备 制备银氨溶液， AgNO3和纯水混合超声至完全溶解， 然后缓慢滴入氨水至生成沉淀后沉 淀又消失， 将 银氨溶液倒入PVP ‑SiO2分散液中， 搅拌； 水浴锅 升温， 将其放入水浴锅中搅拌， 待溶液温度 升至80℃时， 加入葡萄糖溶液， 反应后溶液由白色变为棕黄色， 说明已经在SiO2 表面生成了银纳米粒子， 最后用纯 水洗涤数次； 步骤三、 检测 取SiO2@Ag溶液， 均匀滴在玻璃片上， 自然晾干； 分别取20 μL浓度为 10‑1M～10‑8M的5‑HMF 标准溶液， 滴在已经晾干的基底上， 等 其自然晾干后用拉曼光谱测试； 将样品稀释一定倍数后， 按照上述操作测试， 根据标准曲线计算出待测样本中的5 ‑羟 甲基糠醛含量。 2.根据权利 要求1所述的一种5 ‑羟甲基糠醛的SERS检测方法， 其特征在于： 所述步骤二 中， 形貌均匀、 大小均一的SiO2@Ag纳米球的制备 过程是： 首先将起 保护剂和稳定剂作用的PVP， 聚乙烯吡咯烷酮， 包覆在Si O2纳米球表面， 然后作 为银源的带正电的银氨离子， 静电吸附在带有电负性 的PVP‑SiO2上， 最后葡萄糖溶液还原 银氨离子以生成包覆在SiO2纳米球表面的AgNPs。 3.根据权利 要求1所述的一种5 ‑羟甲基糠醛的SERS检测方法， 其特征在于： 所述步骤三 中， SiO2@Ag溶液用于对不同浓度的5 ‑HMF溶液进行SERS检测， 具体包括： SiO2@Ag作为SERS基底时， 针对不同浓度的5 ‑HMF溶液的SERS光谱图进行分析， 当5 ‑HMF 分子吸附在SERS基底上时， 对于显示出显著变化的拉曼特征峰作为定量分析5 ‑HMF的标准 峰， 标准峰的拉曼信号强度与 5‑HMF浓度的负对数之间存在线性关系， 且线性相关系数R2为 0.9918， 通过计算获得检测限。 4.根据权利要求4所述的一种5 ‑羟甲基糠醛的SERS检测方法， 其特征在于： 所述Si O2@Ag 溶液用于对不同浓度的5 ‑HMF溶液进行SERS检测时， 采用纯水 （无5 ‑HMF） 与SiO2@Ag粉末直 接混合干燥后得到的SERS光谱作为空白对照组。 5.根据权利 要求1所述的一种5 ‑羟甲基糠醛的SERS检测方法， 其特征在于： 所述步骤三 中， SiO2@Ag用于对5 ‑HMF SERS的重现性和稳定性进行检测， SERS信号的重现性是用于评估 SERS基底在实际应用中的一个重要指标， 在SiO2@Ag SERS基底上的15个不同位置随机检测 5‑HMF分子得到拉曼光谱图， 以证明其再现性。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115290562 A 2一种5‑羟甲基糠醛的SERS检测方 法 技术领域 [0001]本发明涉及一种SERS检测方法， 具体为一种5 ‑羟甲基糠醛的SERS检测方法， 属于 食品安全检测技 术领域。 背景技术 [0002]5‑羟甲基糠醛(5 ‑HMF)是一种含有醛和醇(羟甲基)官能团的六碳杂环有机化合 物， 被认为是一种普遍存在的食品污染物。 很多食品在热处理加工过程中会发生美拉德反 应和焦化反应， 当这种反应在酸性条件下时， 戊糖脱 水形成糠醛， 己糖脱水就会 形成5‑HMF。 据报道， 超过规定限度的5 ‑羟甲基糠醛在人体内不仅具有细胞毒性， 而且刺激眼睛、 皮肤、 上呼吸道等黏膜。 除此之外， 长期在人体内积累的5 ‑HMF会转化为一种 致癌物质 ‑5‑亚砜甲 基糠醛(SMF)。 虽然5 ‑HMF不存在于新鲜和未经加 工处理的食品中， 但是会在加热处理的富 含碳水的食物中迅速积累。 5 ‑羟甲基糠醛的检测方法有很多种， 比如高效液相色谱法、 液相 色谱‑串联质谱法、 气相 ‑液相色谱法、 分光光度法、 毛细管电泳色谱法、 酶联免疫吸附法 (ELISA)等。 但是这些方法普遍存在检测程序复杂、 时间长而且检测成本较高， 需要专业的 知识和操作技术等缺点。 限制了它们的广泛应用且不适用于5 ‑羟甲基糠醛的直接现场检 测， 因此开发出一种简单、 快速、 灵敏的手段检测5 ‑HMF至关重要。 [0003]表面增强拉曼散射(SE RS)成为一种快速和超灵敏的检测技术， 允许高度敏感的生 物和化学检测。 SERS主要是通过将分子吸附在粗糙的等离子体激元纳米结构的表面上， 实 现几个数量级的拉曼散射增强。 由于SERS具有单分子水平检测的灵敏度， 所以其在生物化 学、 医药分析、 食品安全等领域具有广泛应用。 发明内容 [0004]本发明的目的就在于为了解决上述至少一个技术问题而提供一种5 ‑羟甲基糠醛 的SERS检测方法。 [0005]本发明通过以下技术方案来实现上述目的： 一种5 ‑羟甲基糠醛的SE RS 检测方法， 包括以下步骤 [0006]步骤一、 PVP改性的SiO2纳米球的制备 [0007]先将4mL氨 水加入25mL乙醇中超声处理10min作为A液， 再将2.5mL正硅酸四乙酯加 入25mL乙醇中超声处理10min作为B液， 然后将B液滴入A  液中， 时间40min， 最后搅拌6h得到 纯白色溶胶， 用乙醇洗涤数次后烘干得到SiO2粉末； [0008]将0.25gSiO2粉末和13mL纯水混合超声30min得到SiO2分散液， 0.125gPVP粉末加 入10mL纯水中， 超声至纯水上层看不到白色粉末， 将其倒入SiO2分散液中， 搅拌2h得到PVP 改性的SiO2纳米球(PVP‑SiO2)； [0009]步骤二、 SiO2@Ag纳米球的制备 [0010]首先制备银氨溶液， 0.105gAgNO3和10mL纯水混合超声至完全溶解， 然后缓慢滴入 10％氨水至生成沉淀后沉淀又消失， 将银氨溶液倒入PVP ‑SiO2分散液中， 搅拌30min； 水浴说　明　书 1/5 页 3 CN 115290562 A 3