文献分享-银线滤纸基底检测卡对急性中毒物苯巴比妥的SERS检测

一、研究背景

当前，急性中毒事件屡屡发生，给毒物的安全管控的带来严峻挑战。安眠药是自杀的首选毒物，它进入人体后会产生毒性作用，从而引起疾病甚至死亡。药物中毒最常见的是苯二氮卓类及苯巴比妥类安眠药，苯巴比妥是长效苯巴比妥类药物的典型代表，是一类中枢神经类药物，主要的药理作用有镇静、催眠、抗惊厥，抗癫痫等。但是滥用会损害神经系统，严重时会导致死亡。现代社会生活节奏过快、心理压力过大，这就造成一些人选择吞服大量安眠药自杀。

图1 （来自网络）

研究表明，口服安眠药后，会对人的肾脏造成损伤，导致肾小球滤过率下降，严重时会造成休克导致死亡。另一方面，过量的苯巴比妥还可能使胎儿畸形。毒物鉴定率越高，越有利于临床科学诊断与治疗，但目前中毒物的鉴定率比较低。因此面对突发急性中毒事件，亟需建立一种高效的急性中毒物的快速分析方法，提高检测的效率，达到及时、准确救治的目的。

本研究利用制备好的银线滤纸基底检测卡，结合如海光电便捷式拉曼光谱仪，利用SERS技术，检测急性中毒物-苯巴比妥，操作简单，耗时短，检测速度快，能够实现现场实时检测样品，在医学治疗和法医鉴定急性中毒物等领域具有广阔的应用前景。

二、研究内容

2.1 苯巴比妥的常规拉曼检测SERS检测

图2-1 A是苯巴比妥的球棍分子结构模型，图2-1 B是使用如海光电便捷式拉曼仪所测的常规拉曼光谱图，可在图中观察到苯巴比妥在1002 cm-1和1036 cm-1的拉曼特征位移。

图 2-1 （A）苯巴比妥的三维分子结构图；（B）苯巴比妥的常规拉曼光谱图

苯巴比妥在1002 cm-1处的拉曼特征峰是由苯环的C-C振动引起的，1036 cm-1来自于骨架嘧啶环振动，如表2-3所示。

表2-3 苯巴比妥的拉曼特征峰归属

2.2 苯巴比妥的SERS检测条件选择

图2-2 A为在激光功率分别为25 mW、50 mW、75 mW、100 mW、150 mW 时SERS光谱图，其他检测条件均相同。图2-2 B为积分时间分别为1 s、3 s、5 s、8 s、10 s时的SERS光谱图，其他检测条件均相同。由图2-2B可见，随着积分时间的增加，苯巴比妥特征峰的强度也在增加，为节约时间成本，最终选取激光功率为100 mW，积分时间为8 s的测试条件。

图2-2（A）不同功率下苯巴比妥的SERS光谱图；（B）不同积分时间的苯巴比妥的SERS光谱图

2.3 泪液中苯巴比妥的SERS检测

图2-3 A为银线滤纸基底检测卡对泪液中不同浓度的苯巴比妥检测的SERS光谱图，如图2-3 A所示，在1002 cm-1和1036 cm-1处出现了苯巴比妥的特征峰。

图2-3（A）泪液中不同浓度苯巴比妥SERS光谱图；（B）在1002 cm-1拉曼位移处各浓度与拉曼强度散点图

结果表明，在0.1 µg/mL ~ 10 µg/mL范围内，SERS强度随浓度的增加而增加(图2-3 A)。使用Oringin软件对其进行线性拟合，线性方程为 y=461.82 2x+1368.8，相关系数R2为0.987，表明线性关系良好。由此可见，银线滤纸基底SERS检测卡可用于急性中毒物苯巴比妥的快速检测。

文献来源

三、RMS2000微型拉曼光谱仪

1、产品简介

RMS2000（Raman Minimal System）是一款微型的785 nm同轴共聚焦拉曼光谱仪，其采用全空间光设计，优化散热接口，采用N.A0.11数值孔径激发采集光路。配置超短焦、线扫描、浸入式探头，支持Windows、Linux和Windows多种操作平台和主控系统，随机配备手机端（Andorid）和电脑端采集分析软件。具备非凡的分辨率、灵敏度、穿透能力和抑制荧光干扰能力。既可以单独使用也可以作为核心部件集成进拉曼自动化系统，满足科研院所、相关监管机构与企业在无机/有机材料、生物生命、化学/化工、药物分析、食品安全、刑侦鉴定、环境污染检测等研究中的需求。

2、产品特点

• 体积小巧，重量轻，只有100×80×26 mm和280 g；

• 空间光、微型共聚焦设计，最小光斑≤30 μm；

• 高分辨率（~6 cm-1），高抑制荧光能力，能够轻松测量高荧光样品，获取拉曼光谱；

• 高灵敏度，500 ms即可实现常规化学品的拉曼光谱，最低可以检测0.3%的分析纯酒精；

• 可配置线扫式探头，可以采集4.5 mm*1 mm的线扫光斑，降低样品照射功率密度；

• 可配置浸入式拉曼探头，用于过程分析检测；

• 支持手机和电脑双平台，方便户外现场直接测量；

• 超低功耗，无须额外电源供电，通过USB手机可以直接实现光谱采集分析；

• 强大的软件分析功能，支持常规的HQI，峰位检索，深度学习神经网络等算法；

• 可以适配显微镜组成显微共聚焦拉曼。