（营养与食品卫生学专业论文）表面增强拉曼光谱法检测双酚a的研究.pdf

l 、采用密度泛函理论r b 3 l y p 方法与6 3 1 l g ( d ) 基函数组，运用量子化包软件 g a u s s i a n0 3 计算了双酚a 的结构和拉曼振动光谱，对各归属进行了详细指认。 2 、采用柠檬酸盐还原法，制备了金纳米粒子作为表面拉曼光谱增强的基底。用透 射电子显微镜( t e m ) 表征了基底的形貌特征，利用紫外可见光谱( u v v i s ) 考察了纳 米粒子的光谱学性质。通过对溶剂及体系酸碱度的选择，设计正交试验，寻求各反应液 的最佳配比，使双酚a 得到最大增强。通过对增强拉曼、常规拉曼和理论拉曼进行比较， 探究双酚a 的增强机理：在酸性条件下，纳米颗粒发生聚集，颗粒之间间隙变小，通过 物理电磁的增强提高了双酚a 表面增强拉曼散射信号，同时双酚a 分子中，与o 相连 的h 脱离，分子以= c o 。吸附到金纳米颗粒上，使苯环以直立方式垂直于金颗粒表面， 苯环的骨架振动得到增强。 3 、建立了包装材料( p c ) 中双酚a 的检测方法。线性范围在0 5 m g l 5 0 m g l 内，对 p c 材质的奶瓶中双酚a 含量进行了检测并做t 4 u g g 、8 u g g 、1 5 u g g 三个水平的添加回 收试验，三个水平的回收率范围为8 8 0 0 - 一1 0 1 4 0 ，相对标准偏差在1 1 8 3 9 2 之间。 与h p l c u v 方法比较，测定的结果基本一致，表明建立的方法可靠，具有应用价值。 关键词：双酚a ；包装；密度泛函理论；表面增强拉曼光谱；纳米金 a b s t r a c t a b s t r a c t b i s p h e n o la ( b p a ) i sa l li m p o r t a n tc r u d em a t e r i a li nc h e m i c a li n d u s t r y i ti sa l le s s e n t i a i i n t e r m e d i a t ef o rp r o d u c i n gp o l y c a r b o n a t e ，e p o x yr e s i n ，p o l y s u l f o n e ，m o d i f i e dp h e n o l i cr e s i n ， a n do t h e rp o l y m e r s h o w e v e r , b p ah a sb e e ni d e n t i f i e da sat y p eo fe n d o c r i n ed i s r u p t i n g c h e m i c a l s ( e c d ) t h a tc a np e n e t r a t ea n dc a u s ed a m a g e st oh u m a nb o d i e sd u r i n gh a n d l i n g a s ar e s u l t ，t h es a f e t yo fb p ab e c o m e sa p u b l i cc o n c e ma n dd r a w si n c r e a s i n ga t t e n t i o n s t h i sp a p e rs t u d i e dt h es u r f a c e e n h a n c e dr a m a ns p e c t r o s c o p y ( s e r s ) o fb p aa n d d e v e l o p e da n e w d e t e c t i n gm e t h o df o rt h i sc o m p o u n d t h ef o l l o w i n gp a r ti st h es u m m a r yo f t h i ss t u d y 1 、i no r d e rt os h o wt h es t r u c t u r ea n dr a m a ns p e c t r o s c o p yo fb p a ，d e n s i t yf u n c t i o n a l t h e o r yc a l c u l a t i o n sw e r ep e r f o r m e d 、析t hg a u s s i a n0 3a tt h er b 3 l y pl e v e la n dw i t ht h e 6 311g ( d ) b a s i ss e t ，w h i c ha l s oa t t r i b u t et od e t a i lt h ea s s i g n m e n to fa l lv i b r a t i o n s 2 、t h eg o l dn a n o p a r t i c l e sw e r ep r e p a r e da st h es u b s t r a t eo fs u r f a c ee n h a n c e d - r a m a n s p e c t r o s c o p yt h r o u g hc i t r a t er e d u c t i o nm e t h o d t r a n s m i s s i o ne l e c t r o nm i c r o s c o p y ( t e m ) i s e m p l o y e dt oi n v e s t i g a t et h em o r p h o l o g i e so ft h es u b s t r a t e t h eo p t i c a lp r o p e r t i e so ft h e n a n o p a r t i c l e sw e r ee x a m i n e db yt h eu v - v i ss p e c t r a i no r d e rt om a x i m i z et h es i g n a lf r o m b p a ，s e l e c t i o no fa v a i l a b l es o l v e n ta n da c i do rb a s e ，o r t h o g o n a lt r i a ld e s i g n ，a n do p t i m i z a t i o n o ft h er a t i oo fr e a g e n t sh a v eb e e ne m p l o y e di no u rs t u d y e n h a n c e d ，n o r m a l ，a n dt h e o r e t i c a l r a m a nw e r ec o m p a r e dt oi n v e s t i g a t et h em e c h a n i s mo fb p ae n h a n c e m e n t ：t h en a n o p a r t i c l e s w i l la g g r e g a t ea n dt h eg a pb e t w e e nt h o s em o l e c u l e sw i l ls h r i n ki na c i d i cc o n d i t i o n s ，w h i c h c a ni m p r o v et h es u r f a c e - e n h a n c e dr a m a ns c a t t e r i n gs i g n a lo fb p at h r o u g ht h ep h y s i c a l e l e c t r o m a g n e t i c ；a tt h es a m et i m e ，t h eh y d r o g e na t o mb r e a ka w a yf r o mo x y g e na t o m s ，b p a w a sa b s o r b e dt og o l dn a n o p a r t i c l e 、肮m = c o a n db e n z e n er i n gs t a n d sp e r p e n d i c u l a r l yu p t i g h t a g a i n s tt h es u r f a c eo fg o l d e ng e l ，w h i c hw i l ll e a dt ot h ee n h a n c e m e n to ft h eb e n z e n er i n g s k e l e t o nv i b r a t i o n 3 、t h em e t h o df o rd e t e c t i n gt h eb p ai np a c k a g i n gm a t e r i a l ( p c ) h a sa9 0 0 dl i n e a r r e l m i o n s h i pb e t w e e n0 5 m e d la n d5 0 m g m l t h ec o n t e n to fb p a i nb a b y sb o t t l em a d eo fp c w a sd e t e c t e da n dc h o s e nf o rt h er e c o v e r yt e s t 谢t l lt h r e el e v e l sb p a a d d i t i v e s ：4 u g g ，8 u g g ， a n d15 u g g t h er e c o v e r i e so ft h r e el e v e lt e s t sw e r e8 8 0 0 101 4 0 a n dt h e i r r e l a t i v e s t a n d a r dd e v i a t i o n sw e r eb e t w e e n1 18 3 9 2 t h er e s u l t sf r o mo u rs t u d yw e r ev e r yc l o s e t ot h eo n eo fh p l c u v d e t e c t i n gm e t h o d ，s ot h ed e t e c t i n gm e t h o dw ed e v e l o p e dh a sp r o v e d t ob ev a l i d a t e da n dr e l i a b l ea n dc a l lb eu s e df o rm a n y a p p l i c a t i o n s k e y w o r d s ：b p a ，p a c k a g i n g ，d f t , s e r s ，a un a n o p a r t i c l e 目录 目录 摘要。i a b s t r a c t i i 目录i 1 弓l 言1 1 1 双酚a 及其内分泌干扰毒性1 1 1 1 双酚a 理化性质与用途k l 1 1 2 双酚a 毒性研究l 1 2 拉曼光谱研究进展2 1 2 1 拉曼光谱简介2 1 2 2s e r s 在食品污染物检测方面的研究3 1 2 3s e r s 增强机理4 1 3 双酚a 仪器分析进展技术6 1 3 1 色谱法6 1 3 2 气相色谱质谱联用法6 1 3 3 液相色谱串联质谱联用法7 1 3 4 传感器检测法7 1 3 5 免疫检测法- 7 1 4 立题背景、意义及主要内容8 2 材料与方法9 2 1 实验材料、试剂与设备9 2 1 1 实验材料、试剂9 2 1 2 主要设备9 2 2 双酚a 拉曼光谱的密度泛函理论计算1 0 2 3 金胶的制备与表征l o 2 4 拉曼光谱仪器的条件设定1 0 2 5 溶剂对双酚a 的s e r s 的影响10 2 6 体系p h 对双酚a 的s e r s 的影响1 1 2 7 双酚a 增强体系中溶液配比及增强机理探究1 1 2 8s e r s 检测双酚a 方法的建立1 1 目 录 2 9 包装材料中双酚a 的提取及测定：1 1 2 1 0 双酚a 的h p l c u v 检测1 2 2 1 0 1h p l c - - u v 测试条件及参数的选择1 2 2 1 0 2 双酚a 的h p l c u v 检测标准曲线绘制1 2 2 11 数据处理1 3 3 结果与讨论一1 4 3 1 双酚a 理论拉曼与常规普通拉曼比较1 4 3 2 金胶的表征1 7 3 3 溶剂对双酚a 的s e r s 的影响1 7 3 4 体系p h 对双酚a 的s e r s 的影响1 9 3 5 双酚a 增强体系中溶液配比及增强机理探究2 0 3 5 1 双酚a 增强体系中溶液配比研究2 0 3 5 2 双酚a 增强机理探究2 1 3 6 双酚a 的s e r s 检测方法的建立及应用2 3 3 6 1 双酚a 定性、定量方法的建立2 3 3 6 2 双酚a 定量检测方法2 3 3 7 双酚a 的s e r s 与h p l c u v 检测方法的比对2 5 3 7 1h p l c - i 测试条件及参数的选择2 5 3 7 2 双酚a 的h p l c u v 检测标准曲线绘制2 6 3 7 3 包装材料双酚a 的h p l c u v 检测2 6 3 7 4s e r s 与h p l c u v 比较2 7 主要结论与展望2 8 致谢2 9 参考文献3 0 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文3 5 1 引言 1 引言 1 1 双酚a 及其内分泌干扰毒性 1 1 1 双酚a 理化性质与用途 双酚a ( b i s p h e n o la ，b p a ) 是在巯基乙酸、含氯乙酸、氢氧化钡等催化剂 或离子交换树脂存在下，由苯酚和丙酮缩合而制得。分子式c 1 5 h 1 6 0 2 ，摩尔质量 为2 2 8 3 ，其化学结构如图1 1 。 图1 - l 双酚a 化学结构式 f i g 1 - 1t h ec h e m i c a ls t r u c t u r eo fb i s p h e n o la 双酚a 为白色棱形结晶( 稀乙醇中) 或针状结晶( 水中) 或片状、粉末。 可燃，微带苯酚气味。沸点2 5 0 2 5 2 ( 1 7 7 3k p a ) 。相对密度1 1 9 5 ( 2 5 ) ， 闪点7 9 4 。常态下几乎不溶于水，溶于乙醇、乙醚、丙酮、苯及稀碱液等，微 溶于四氯化碳。 双酚a 是世界上使用最广泛的工业化合物之一，主要用于生产聚碳酸酯、 环氧树脂、聚苯醚树脂、聚砜树脂、不饱和聚酯树脂等多种高分子材料。也可 用于生产增塑剂、阻燃剂、抗氧剂、热稳定剂、橡胶防老剂、农药、涂料等精 细化工产品。被广泛用于罐头食品和饮料的包装、奶瓶、水瓶、牙齿填充物所 用的密封胶、眼镜片以及其他数百种日用品的制造过程中。 1 1 2 双酚a 毒性研究 双酚a 属低毒性化学物，大鼠经口半数致死剂量( l d 5 0 ) 为3 2 5 0m g k g ，吸入 暴露l d 5 0 为0 0 2 ，小鼠经口l d s o 为2 4 0 0m g k g l l 】。虽然双酚a 属低毒性化学 物，但是双酚a 在低剂量( 1 0p m o l l ) 时即具有d n a 氧化损伤作用。目前的毒性 研究主要集中于动物，多数研究表明1 2 ，3 】：即使较低浓度的双酚a 也会对动物的 生殖、发育、肝肾功能、神经系统、免疫系统功能、肿瘤发生、血红素含量等产 生不利的影响，其影响程度因种属、染毒方式、暴露剂量等不同而异，其作用范 围、作用机制多样化且不十分明确。在职业生产和日常生活中，双酚a 可通过 皮肤呼吸道、消化道等途径进入人体。双酚a 对皮肤、呼吸道、消化道和角膜 均有中等强度刺激性。据报道每天人类摄入双酚a 最大量是1 m g l ( g 【4 1 。 早在1 9 3 8 年，科学家就发现双酚a 具有雌激素活性，是一种内分泌干扰毒 性物质。研究表明【5 】：双酚a 具有某些雌激素的特性，与雌激素受体具有一定亲 江南大学硕十学位论文 和力( 约为雌二醇的1 2 0 0 0 ) ，能诱导人类乳腺癌细胞m c f 7 的孕酮受体表达并 刺激m c f 7 细胞增殖。体内外试验证刿6 】，双酚a 能增加f 3 4 4 大鼠垂体细胞中 催乳素基因表达以及催产素的释放，其效应约比内源性雌二醇低1 0 0 0 - 5 0 0 0 倍。 l a w s t 7 】等对未成熟雌性l o n ge v a n s 大鼠以双酚a1 0 0 - 4 0 0m g & g 剂量连续饲喂或 皮下注射3 d ，在末次给药6 h 后，解剖发现双酚a 在2 0 0m g k g 及以上剂量能诱 导l o n ge v a n s 大鼠的子宫重量增加，皮下注射给药对子宫增重更为明显，该研 究未发现双酚a 对阴道开口年龄的影响。a s h b y 和t i n w e l l l l 8 j 对未成熟雌性a p 大鼠以双酚a4 0 0 8 0 0 m g k g 剂量连续饲喂或者皮下注射3 d ，于末次给药6 h 后解 剖发现所有剂量组的子宫干重和湿重与阴性对照组相比均显著增加，且皮下注射 6 0 0m g k g 及以上剂量组出现了早熟的阴道开e 1 。上述试验的结果显示：双酚a 在体内也具有一定的雌激素效应，其效应与双酚a 的给药途径有关，皮下注射 的双酚a 的生物利用度高于经口摄入的生物利用度，所以表现出的雌激素效应 较强。邓茂先 9 1 等研究发现双酚a 通过抑制基因转录而干扰细胞波形蛋白 ( v i m e n t i n ) 合成，从而引起支持细胞形态发生显著改变。同时通过观察雄性老鼠 精子崎形率、精子计数、活动精子百分率、睾丸和附睾的脏器系数等指标，可以 发现双酚a 能引起受试老鼠精子数减少，并能透过血睾屏障干扰精子的生长和 发育过程。 1 2 拉曼光谱研究进展 1 2 1 拉曼光谱简介 拉曼光谱( r a m a ns p e c t r o s c o p y ) 是一种散射光谱，是1 9 2 8 年印度科学家c v 拉曼首先在实验中发现并观察得到的。当一束单色光照射到某种物质上时，入射 光将会被这种物质吸收或散射。在散射过程中，光子可能与分子发生弹性碰撞或 非弹性碰撞。如果产生弹性碰撞，产生的散射光与入射光频率相同，如瑞利散射。 如果产生非弹性碰撞，光子与分子之间发生能量交换，从而使散射光与入射光的 频率不同，我们称这种光散射为拉曼散射效应。拉曼位移( 入射光的波数与散射 光波数之差) 跟物质分子的振动和转动能级有关。因为不同物质有不同的振动和 转动能级，所以就有不同的拉曼位移。但是常规拉曼散射截面分别只有红外和荧 光过程的1 0 西和1 0 40 0 。这种内在低灵敏度的缺陷曾制约了拉曼光谱应用于痕量 检测和表面科学领域。 1 9 7 4 年英国科学家f l e i s c h m a n n t l l 】等人在电化学粗糙的微纳米结构的a g 电 极上得到高质量的吡啶拉曼信号。1 9 7 7 年v a nd u y n e 1 2 和c r e i g h t o n t l 3 】等人系统 地研究了相同体系，排除了分子浓度增加因素和共振效应后指出：5 - 6 个数量级 的增强是来自一种与粗糙的电极表面相关的表面增强效应。这一发现引起了科学 界的广泛兴趣，并把这一现象命名为表面增强拉曼散射( s u r f f a c e e n h a n c e d 2 1 引言 r a m a ns c a t t e r i n g ) ，简称s e r s 。s e r s 效应的发现有效地解决了拉曼光谱在表面 科学和痕量分析中存在的低灵敏度问题已广泛应用于食品，化工，环境，生物 等领域。 1 2 2s e r s 在食品污染物检测方面的研究 1 2 2 1 微生物研究 v a nd u y n e 小组【1 4 j 采用s e r s 传感器快速检测炭疽热生物标志物。d r i s k e l l f l 5 】 等人则将免疫学的技术应用于s e r s 的测定中，使待测的基质形成一种由金纳米 颗粒，病毒的抗体和硫酸盐等组成的三明治结构，这些创新的方法可以在很大程 度上提高仪器检测的灵敏度和特异性，并且通过银纳米柱阵列为基底的s e r s 分 析区分了腺病毒、鼻病毒和人体免疫缺陷病毒以及流感病毒的不同菌株。 k a h r a m a n 1 6 】等将大肠杆菌、革兰氏阴性杆菌、金色葡萄球菌和革兰氏阳性球菌 等细菌和纳米银采用对流组装成有序结构，用表面增强拉曼散射方法对上述病原 菌结构进行了检测。成汉文【l7 j 等以聚乙烯吡咯烷酮( p v p ) 为黏合剂将纳米金颗 粒组装到表面打磨光滑的金基底上，用于检测芽孢杆菌，发现特征峰的s e r s 强 度和芽孢杆菌浓度之间的关系呈现出了两个线性区域，即低浓度区域( 9 7 n e w j e r s e y ，u s a 氯金酸钾( k a u c l 4 2 h 2 0 ) 9 9 美国a l f a 柠檬酸三钠 a r 国药集团化学试剂有限公司 二甲基亚砜( d m s o ) a r国药集团化学试剂有限公司 甲醇a r国药集团化学试剂有限公司 乙醇 a r国药集团化学试剂有限公司 丙酮a r国药集团化学试剂有限公司 硝酸a r国药集团化学试剂有限公司 乙腈 g r国药集团化学试剂有限公司 氢氧化钠 a r国药集团化学试剂有限公司 三氯甲烷a r国药集团化学试剂有限公司 碳支持膜北京新兴百瑞技术有限公司 康大圆弧自动奶瓶( 浙江日康婴儿用品有限公司)无锡易初爱莲超市 哈奇自动奶瓶( 上海达悦妇幼用品有限公司)无锡易初爱莲超市 喜多自动奶瓶( 上海优生婴儿用品有限公司)无锡易初爱莲超市 利尔乐直身自动小奶瓶( 上海优生婴儿用品有限公司)无锡易初爱莲超市 爱得利自动奶瓶( 台湾帝尔特企业有限公司)无锡易初爱莲超市 快乐娃娃直身自动小奶瓶( 上海康爽同用品有限公司) 无锡易初爱莲超市 超纯水 2 1 2 主要设备 便携式拉曼检测仪r a m t r a c e r 2 0 0 h s r - 5 0 1 旋转蒸发仪 d e l t a 3 2 0 型酸度计 a b l 0 4 - n 分析天平 k h 5 0 0 b 超声波清洗仪 t u 19 0 0 双束光紫外可见分光光度计 a g i l e n t h p l 10 0 高效液相色谱仪 可调式移液器 h 1 型微型混合器 9 o p t o t r a c et e c h n o l o g i e sc o l t d 上海申顺生物科技有限公司 梅特勒托利多国际股份有限公司 梅特勒托利多国际股份有限公司 昆山禾创超声仪器有限公司 北京普析通用仪器有限责任公司 美国安捷伦科技有限公司 t h e r m ol a b s y s t e m s 公司 上海泸西仪器厂 江南人学硕士学位论文 j e o lj e m - 2 1 0 0 ( h r ) 透射电子显微镜 d h g 9 1 0 1 3 s a 型电热恒温鼓风干燥箱 超纯水制备仪 红外灯( 1 0 0 0 w ) 美国e d a x 公司 上海市三发科学仪器有限公司 上海赛鸽电子科技有限公司 市售 2 2 双酚a 拉曼光谱的密度泛函理论计算 密度泛函理论( d e n s i t yf u n c t i o n a lt h e o r y ，d f t ) 是一种研究多电子体系电子结 构的量子力学方法，能直观地反映分子振动的信息，是量子化学从头计算的最常 用方法【5 4 】。本文采用g a u s s i a n0 3 程序包里的密度泛函方法中的r b 3 l y p 混合 泛函联合6 3 11 g 基函数组，并对重原子添加了极化函数中的d 函数，关键字 为o p t = ( g d i i s ，t i g h t ) f r e q = r a m a n ，对双酚a 的拉曼光谱进行了理论计算。分子构型 及计算结果通过g a u s s v i e w 5 构造与观察，对双酚a 各振动进行了详细的归属指 认。 2 3 金胶的制备与表征 金胶制备采取柠檬酸盐还原法，参考现有研究报道1 5 5 】并进行改进：精确称 取k a u c l 46 5 m g ，用超纯水定容至1 0 0 m l ，在油浴中进行回流加热并搅拌，至沸 腾后，迅速加5 m l1 柠檬酸钠水溶液，继续搅拌2 5 m i n 。冷却到常温。将该胶 体与超纯水水按1 ：1 比例混合得到金胶溶液。 制得的金纳米粒子的光学特性采用t u 1 9 0 0 双束光紫外可见分光光度计测 定，采用l c m 厚的石英比色皿，双光路平行测试，扫描范围为2 0 0 9 0 0 n m 。其结 构和表面形貌采用j e o lj e m 2 1 0 0 ( h r ) 透射电子显微镜观察。制各方法为：将 所制得的金胶稀释至一定倍数，吸取1 0 u l 迅速注入碳支持膜上，在红外灯下烘 干进行仪器观测。 2 4 拉曼光谱仪器的条件设定 拉曼仪器参数中，影响物质拉曼信号主要为扫描功率与扫描时间，功率越大， 时间越长，信号越强。但由于表面增强光谱过程中会发生纳米颗粒的聚集，时间 较长时收集的信号不强，综合考虑，拉曼仪器参数设置为：仪器功率：7 8 5 n m ；扫 描功率：2 5 0 m w ；扫描时间：1 0 s ，最终谱图为扫描2 次取平均值所得。 2 5 溶剂对双酚a 的s e r s 的影响 选取极性不同的二甲亚砜、丙酮、乙醇、甲醇四种溶剂分别溶解双酚a ， 制备1 0 0 0 m g k g 、1 0 0 m g k g 的双酚a 溶液。分别加入一定量的金胶溶液，用硝 l o 2 材料与方法 酸调节p h 后混匀，然后进行拉曼光谱检测。与双酚a 普通拉曼光谱进行比较， 选取能使体系增强效果好，干扰小的溶剂进行一下步试验。 2 6 体系p i t 对双酚a 的s e r s 的影响 按2 5 中得到的最佳溶剂配置一定量的双酚a 溶液，选取h n 0 3 和n a o h 溶 液调节体系p h ：用超纯水配置不同浓度h n 0 3 、和n a o h 溶液，调节体系p h ， 寻求表面增强效果最佳的酸碱及检测体系的酸碱度。 2 7 双酚a 增强体系中溶液配比及增强机理探究 设计正交试验，选取金胶用量，样品用量和方法2 6 中最佳的酸( 碱) 液三个因 素，取3 个不同的水平，找到合适的溶剂配比。选取的因素如表2 1 所示： 表2 1 正交试验因素水平表 t a b 2 1t h ed e s i g no fo r t h o g o n a lt r i a l 根据上述得到的双酚a 表面增强拉曼光谱图，结合常规拉曼及理论拉曼计 算结果，对双酚a 在基底上的增强机理进行探究，为双酚a 的检测提供理论依 据。 2 8s e r s 检测双酚a 方法的建立 准确称取双酚a5 0 m g ，选取方法2 5 中最佳溶剂，定容至5 0 m l ，制得浓度为 1 0 0 0 m g l 的标准储备液。 将最佳溶剂与水1 ：1 混合作为稀释溶剂，依次稀释成浓度为5 0 m g l 、2 5m g l 、 1 0 m g k g 、5m g l 、1m g l 、0 5m g l 的标准液。按方法2 6 中酸碱度的最佳调节 方式调整检测体系的酸碱度，采用2 4 中仪器参数设置进行拉曼光谱扫描，得到 不同浓度双酚a 的s e r s 图谱。以双酚a 浓度为横坐标，特征峰高度为纵坐标 绘制标准曲线，并计算检测限。 2 9 包装材料中双酚a 的提取及测定 江南人学硕士学位论文 将包装材料( p c ) 剪碎至0 5c m * 0 5 c m 左右，称取0 5 9 左右的碎片，加入1 0m l 三氯甲烷并超声萃取使样品全部溶解，再加入甲醇使溶液体积到2 5 i i l l ，待溶液 产生沉淀后过滤，将滤液在4 0 * ( 3 旋转蒸干。 选取方法2 5 中最佳溶剂，按溶剂：水= l ：1 混合液将上述双酚a 蒸干液定容 到2 m l ，过0 4 5 v x n 滤膜后用于表面增强拉曼光谱测定。 利用下列计算式计算试样中双酚a 的含量： x i = a i c i v a i s m 式中： x i - 式样中双酚a 的含量( m g k g ) 。 a r 样液中双酚a 的峰高。 a i 广标准工作溶液中双酚a 的峰高。 c i 标准工作溶液中双酚a 的浓度( m g l ) 。 v 样液最终定容体积( m l ) 。 m 试样质量( g ) 。 加标回收率测定：在已知双酚a 含量的p c 材料中加入低、中、高三个水平 的标准溶液，按样品相同的分析步骤分析，计算方法的加标回收率。 一 2 1 0 双酚a 的h p l c u v 检测 2 1 0 1h p l c - - u v 测试条件及参数的选择 将标准储备液用甲醇稀释到1 0 0m g m l 做为标准工作液，以甲醇为空白进 行波长扫描。找到双酚a 的特征波长，以此为h p l c u v 中检测波长。 2 1 0 2 双酚a 的h p l c u v 检测标准曲线绘制 2 1 0 2 1 仪器条件设置 液相色谱柱：h y p e r s l lb d sc 1 8 ( 5 r t r n4 6 m m x 2 5 0m m ) 柱 柱温：4 0 0 c 流动相：乙腈( 4 0 ) ：水( 6 0 ) 流速：0 7 m l m i n 进样量：2 0 9 l 2 1 0 2 2 双酚a 标准曲线绘制 双酚a 标准溶液的配制同方法2 7 ，依次配置成1 0 m g l 、5 m g l 、2 m g l 、 l m g l 、0 5 m g l 、0 2 m g l 、0 1 m g l 的标准稀释液，根据方法2 9 2 1 仪器条件 进行检测，得到不同浓度双酚a 的标准图谱，以双酚a 浓度为横坐标，特征峰 面积为纵坐标绘制标准曲线。 2 1 0 2 3 包装材料中双酚a 的s e r s 检测 1 2 2 材料与方法 包装材料预处理方法同2 8 中方法介绍，预处理完成后按2 1o 2 1 中参数进行 检测，根据双酚a 标准曲线计算样品中双酚a 的含量，并与双酚a 的s e r s 方 法进行比较。 2 1 1 数据处理 图表、数据主要采用o r i g i n8 0 科技绘图及数据分析软件处理。 江南大学硕士学位论文 3 结果与讨论 3 1 双酚a 理论拉曼与常规普通拉曼比较 近年来基于量子化学理论的密度泛函理论( d f t ) 方法在计算分子的振动光谱( 包括拉 曼光谱和红外光谱) 方面显示了它的威力，并且在同大量实验结果的对比中证明了它的 可信性f 5 6 ，5 7 】。本文采用r b 3 l y p 混合泛函联合6 3 11 g 基函数组，计算分析显示，具 有高对称性的双酚a 的c 2 v 点群为非稳定结构，降低对称性c 2 点群时所得到的结构频 率计算无虚频，为稳定结构，如图3 1 所示。 图3 1 双酚a 分子结构式 f i g 3 - 1m o l e c u l a rs t r u c t u r eo fb p a 采用上述计算方法得到拉曼光谱，计算结果用g a u s s v i e w 5 0 观察，并用计算函数和 基组组合的修i e 区l t ：( o 9 6 1 3 ) j 注行了修正【5 引。图3 - 2 ( a ) 是实验测得的双酚a 粉末的常规 拉曼( n r s ) ，图3 - 2 ( b ) 是理论计算获得的双酚a 分子的拉曼光谱( 低于1 0 0 c m 1 的未在 图中显示) 。通过比较，并参考文献【5 9 1 ，我们对其拉曼光谱振动模式进行了指认，如表3 1 所示。 j 一 暑 n c 芑 5 0 01 0 0 01 5 0 03 0 0 0 r a m a ns h i f t ( c m 。1 图3 - 2 双酚a 拉曼图谱比较：a ：b p a 实验拉曼图谱b ：b p a 理论计算拉曼图谱 f i g 3 - 2t h ec o m p a r a s i o no fr a m a ns p e c t r u mo fb p a a ：e x p e r i m e n t a lr a m a ns p e c t r u mo f b p a ：b ：t h e o r e t i c a lr a m a ns p e c t r u mo fb p a 1 4 3 结果与讨论 表3 1 双酚a 的常规拉曼与理论计算拉曼比较及归属指认 t a b 3 lc o m p a r a s i o no f t h et h e o r t i c a lv i b r a t i o nm o d e sa n de x p e r i m e n t a ln r so f b p aa n di t sa s s i g n m e n t s n o d f t ( c m 1 ) n r s ( c m - 1 1a s s i g n m e n t 2 1 8 2 6 3 3 2 5 3 4 2 3 7 l 4 5 7 4 7 9 5 2 1 5 4 0 5 5 0 6 2 l 6 3 3 7 2 1 7 7 3 8 l1 8 1 4 9 0 4 9 11 9 2 5 9 9 0 1 0 6 7 1 0 8 8 1 0 9 7 1 1 2 3 l1 5 9 1 2 0 2 1 2 4 4 1 2 8 4 1 3 2 1 1 3 7 6 1 4 4 8 1 4 6 9 1 4 9 4 1 5 7 3 1 5 9 8 2 7 0 3 4 0 3 8 4 4 8 8 5 3 2 5 6 0 6 4 0 7 3 2 8 2 0 8 3 0 9 1 8 9 3 6 1 0 0 8 1 11 2 1 1 4 8 l1 8 0 1 2 3 2 1 2 5 6 1 3 0 2 1 4 4 0 1 4 6 4 1 6 0 0 1 6 1 6 t ( c c c ) ；t ( = c c c = ) t ( c c c ) ；t ( = c c c - - ) t ( c c c ) t ( o h ) 6 ( c c c ) w ( = c c c = ) 8 ( c c c ) p b a m i l l g 丫( = c h ) 丫( 2 c h ) 丫( h ) 6 b 1 5 7 】 4 y ( = c h ) 1 0 a p b m a t h i n g o ( h c 4 c s h ) ；o ( h c 2 6 c 2 7 h ) o ( h c 4 c s h ) ；( 0 ( h c 2 6 c 2 7 h ) v , i n g ；v s ( c c c ) v a s ( c c c ) 丫( = c h ) 1 8 a v r i n g ；v a s ( = c c c = ) “= c - c ) ；i b ( = c h ) 1 8 b v a s ( c c c ) ；p ( = c h ) 9 a ；p ( o h ) ；p ( = c h ) “= c ) “c o ) 3 v r i n g ；p ( o h ) 6 s ( c h 3 ) 6 a s ( c h 3 ) 8 a s ( c h 3 ) 1 9 a 8 b 8 a 1 5 2 3 4 5 6 7 8 9 m 他 b m m 插 儒 挎加扒挖乃m 筋拍 刃勰凹粥 砣砣弘 弭弱弘 江南人学硕+ 学位论文 v - - - - s t r e t c h i n g ；6 - - s c i s s o r i n g ；j v - - b e n d i n gi n p l a n e ；, - - b e n d i n g o u t - o f - p l a n e ； ( d - - w a g g m g ；p - - - r o c k i n g ；t - - t w i s t i n g ； s - - 咯y m m e t r i c ；a s - - a s y m m e t r i c 通过图3 2 和表3 一l 的比较可以看出，理论计算和实验测得的双酚a 分子的拉曼光 谱稍有差别，但基本一致。理论计算中有些峰位在实测n r s 中没有出现，是因为理论 计算本身有一定的误差或者是由于双酚a 分子的实测常规拉曼光谱中对应的谱峰振幅 太小造成的。从中可以看出，双酚a 主要拉曼光谱的归属大多为对位取代苯特有的骨架 振动：6 4 0 c m 1 的6 b 骨架振动、8 2 0 c m d 的l o a 振动、l1 8 0 e r a j 的9 a 振动、1 6 0 0 c m l 、 1 6 1 6 c m 。的8 b 、8 a 振动；以及8 3 0 c m _ 处对位双取代的特有苯环呼吸振动和1 l1 2 c m o 处的= c c 伸缩振动。其主要振动模式见图3 3 。 广 气一 1 6 0 0c m 1 1 1 8 0c m 一1 图3 - 3b p a 主要振动模式 f i g 3 3t h em a i lv i b r a t i o n so f b p a 1 6 1 6 1 6c m - l 户 。 一iii一 嘉 0 嚆 “、 p b 3 结果与讨论 3 2 金胶的表征 贵金属溶胶颗粒法是目前表面增强拉曼光谱中最常用的s e r s 活性基底唧】。1 9 7 9 年，g r e i g h t o n l 6 1 j 等人进行了大量实验，相继研究了染料、芳香族羧酸、氨基酸、d n a 、 r n a 、含硫化合物、聚合物、卟啉在金溶胶、银溶胶或氯化银、碘化银、溴化银溶胶中 吸附的表面增强拉曼散射。采用贵金属溶胶制备的s e r s 活性基底，可获得直径在 1 0 r t m 1 0 0 n m 范酬5 6 j 内的均一形状的金属粒子。实验中我们也曾制备了不同的金、银纳 米粒子，结果发现金纳米粒子的效果更好。 金纳米粒子的光学性质在很大程度上依赖于它自身尺寸的大小。在制备过程中， k a u c h 溶液置于圆底烧瓶中，放入温度为1 2 0 的油浴中搅拌加热。加入柠檬酸钠后， 反应液由无色很快变成浅黄色，持续一会颜色变成浅红色至酒红色并保持不变。图3 4 为金纳米粒子的紫外可见光光谱扫描图，从图可知，金纳米粒子在5 4 3 n m 处有最大吸收 峰，该吸收峰的峰底较宽，表明所制得的金胶颗粒不是很均匀，从图3 5 可知，大部分 纳米粒子大小