合肥研究院实现尿样毒品的快速分离与多组分检测
近日，中国科学院合肥物质科学研究院智能机械研究所刘锦淮课题组的研究员杨良保、副研究员刘洪林等人成功实现了人尿样中毒品的快速分离与富集，并成功利用制备的三维表面增强拉曼散射(SERS)热点超结构实现了毒品分子指纹特征的快速检测与识别。相关成果发表在美国化学会《分析化学》杂志上（Anal. Chem. 2015, DOI: 10.1021/acs.analchem.5b00176）。
真实人体尿液中毒品分子的快速SERS检测面临三个方面的难题：快速分离和富集尿液中的毒品分子；排除尿液中复杂成分的干扰；有效控制毒品分子位于SERS活性纳米结构的热点区域。针对这些难题，研究人员成功实现了相同介质（环己烷）环境下尿样毒品的快速分离富集和三维SERS活性纳米结构组装，最终实现了高活性三维SERS热点区域中毒品分子的快速富集、识别与多通道检测的目标。
研究人员以环己烷作为提取溶剂，开发了快速分离和富集真实人体尿样中苯丙胺类物质的方法，整个过程5分钟内即可完成，毒品的萃取率均大于80%，富集浓度能够提高8倍以上。而且，利用水包油乳浊液法组装环己烷相中的单分散银纳米粒子，制备了水相中的三维银溶胶超结构，在三维空间上构筑了大量的SERS热点，将热点拓展到z轴维度，充分利用了激发激光聚焦体积的三维空间，实现待测分子的高灵敏检测，突破了传统上x-y笛卡尔平面对SERS活性区域的局限。研究结果显示，三维 SERS 热点溶胶超结构可以实现水相或有机相中待测分子的高灵敏和高重现性的识别和检测，以及多种组分的多通道检测。此外，利用数学识别算法可以快速、准确地识别人体尿样中不同毒品的拉曼信号，实现了毒品分子ppb量级水平的多通道检测。该研究成果不仅提供了一种尿样毒品的快速分离富集与检测方法，而且对推广毒品的现场快速检测具有非常重要的意义。
该研究工作得到了国家重大科学仪器设备开发专项任务、国家重大科学研究计划纳米专项和国家自然科学基金等项目的支持。
图1 三维SERS热点超结构制备及SERS检测示意图
图2 (a、b)人真实尿样中毒品的快速分离富集及(c)超高效液相色谱法检验谱图
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