Fe3O4/SiO2/Ag磁性纳米复合材料的合成方法及其作为SERS基底检测氯雷素的应用

本发明涉及抗生素检测，尤其涉及一种fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料的合成方法及其作为sers基底检测氯雷素的应用。

背景技术：

1、抗生素是一类用于治疗细菌感染的药物，这类药物是通过抑制、杀死细菌，从而发挥其作用。近年来，抗生素的生产技术经历了显著的进步，这一领域的快速发展推动了抗生素产品的不断更新换代。随着新抗生素的不断涌现，它们的抗菌活性得到了显著提升，这直接促进了它们在临床治疗中的应用范围日益扩大。抗生素的高效抗菌特性使其成为对抗细菌感染的重要武器，预示着在未来医疗实践中，抗生素将扮演更加关键的角色，为患者提供更广泛的治疗选择和更好的健康保障。但是抗生素的滥用和非法使用，使在动物组织和人体组织中存在残留，由于抗生素不太容易被分解，不但会在动物和人体内残留，也会通过食品、排泄等途径在自然界中造成残留。抗生素的长期残留和不合理使用，会对人类的生命健康造成更加巨大的危害，且这种危害是不可逆转的。

2、氯霉素是一种广谱抗生素，曾经在水产养殖中广泛使用，尽管现在已经被列入中国的渔药禁用清单，但在水环境中仍然被频繁检测到。氯霉素的存在对水生生态系统构成了威胁，因为它可以破坏微生态平衡，抑制有益微生物的生长，促进耐药菌的繁殖，从而影响水体中有机物的分解和转化过程。此外，氯霉素对其他水生生物也可能产生类似的负面影响，进而改变生态系统的种群结构和平衡。常用的传统检测方法有色谱方法，虽然灵敏度较高，但存在处理方法较为复杂，耗费的检测时间较长，检测的成本较高等缺点，不太适用于样品多而复杂的实地分析检测。而sers是一种可以进行检测到分子水平的分析手段，处理样品较为简单，而且灵敏度高、准确率较好、可以用于实地的分析检测。拉曼光谱是基于拉曼散射效应的分子振动光谱，通过非弹性散射光谱实现分子振动态的鉴别。常规的拉曼散射强度较弱，导致拉曼光谱的灵敏度较差，难以实现低浓度目标物分子的分析检测。而表面增强拉曼光谱是通过基于拉曼散射效应，使用特殊基底，受光激发产生表面等离子激元，使吸附物质的拉曼散射信号增强数千万倍的一种灵敏度较高、特异性较强、检测时间较短的新型的分子光谱技术，且检测过程受到溶液干扰较小。

3、随着纳米材料的蓬勃发展，纳米磁性复合材料作为一种重要的功能材料，由于拥有许多优异的性质，已经成为相关领域的研究热点。磁性四氧化三铁纳米粒子作为典型的磁性纳米粒子，由于其特殊的磁学性质、较好生物相容性、使用中毒副作用小等具有鲜明特色的性质而备受到人们关注，并常常作为磁核来制备磁性复合材料，应用于众多领域。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料的合成方法，。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料的合成方法，包括以下步骤：

3、s1、制备fe3o4磁性纳米颗粒：向去离子水1通入氮气并进行机械搅拌，加入硫酸亚铁和三氯化铁后提高转速，溶解得到混合溶液，在60℃下水浴加热后向混合溶液中滴加naoh溶液调节ph值，充分反应后停止搅拌，升高水浴温度升至80℃并充分陈化，反应的整个过程都要在氮气保护下完成，反应结束后，待产物冷却至室温后利用磁铁进行分离并充分洗涤，待产物中上清液为中性后停止洗涤，干燥后得到fe3o4磁性纳米颗粒；

4、s2、制备fe3o4/sio2：向去离子水2中加入的ctab充分溶解，再加入s1中制备得到的fe3o4磁性纳米颗粒，超声分散后，加入naoh溶液和去离子水3，水浴加热至60℃并充分搅拌，再加入正硅酸乙酯和甲醇的混合溶液，得到反应液，在60℃水浴下再次充分搅拌后，利用磁铁分离后充分洗涤并第一次干燥，将第一次干燥所得粉末经回流三次，再经第二次干燥后，得到fe3o4/sio2磁性纳米微粒

5、s3、制备fe3o4/sio2/ag：向去离子水4中加入s2中制备得到的fe3o4/sio2，超声分散均匀后加入kh-550并搅拌均匀，取agno3溶解溶于去离子水5中得到agno3溶液，取柠檬酸钠溶于去离子水6中得到柠檬酸钠溶液，将agno3溶液加入锥形瓶中，水浴加热后加入柠檬酸钠溶液，再次搅拌均匀，然后停止水浴并冷却至室温，充分洗涤后经磁分离和干燥，得到fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料。

6、根据本发明提供的fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料的合成方法：s1中所述去离子水1、硫酸亚铁、三氯化铁和naoh溶液的质量体积比为75.0ml：0.5563g：0.7201g：10.0ml，所述naoh溶液的浓度为2mol/l。

7、根据本发明提供的fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料的合成方法：s1中所述通入氮气的时间为30min，所述搅拌的转速为200r/min，所述提高后的转速为1000r/min，所述ph值为9.0～10.0，所述充分反应的时间为30min，所述充分陈化的时间为60min，用于所述洗涤的洗涤剂为去离子水，所述干燥的温度为60℃。

8、根据本发明提供的fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料的合成方法：s2中所述去离子水2、ctba、fe3o4磁性纳米颗粒、naoh溶液、去离子水3、正硅酸乙酯和甲醇为的质量体积比50.0ml：0.5001g：0.0503g：10.0ml：400.0ml：0.5ml：2.0ml，所述naoh溶液的浓度为50mmol/l。

9、根据本发明提供的fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料的合成方法：s2中所述超声分散的时间为15min，所述充分搅拌的时间为60min，所述再次充分搅拌的时间为10h，用于所述洗涤的洗涤剂为去离子水和无水乙醇交替，所述第一次干燥的温度为50℃，所述第一次干燥的时间为6h，所述回流的温度为80℃，所述回流的时间为4h，用于所述回流的溶剂为丙酮，所述第二次干燥的温度为60℃，所述第二次干燥的时间为6h。

10、根据本发明提供的fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料的合成方法：s3中所述去离子水4、fe3o4/sio2、kh-550、agno3、去离子水5、柠檬酸钠和去离子水6的质量体积比为15.0ml：0.1023g：1.00ml：0.0506g：75.0ml：0.0915g：10.0ml。

11、根据本发明提供的fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料的合成方法：s3中所述搅拌的时间为6h，所述水浴加热的温度为100℃，所述再次搅拌的时间为0.5h，用于所述洗涤的洗涤剂为去离子水，所述干燥的温度为60℃，所述干燥的时间为6h。

12、本发明还一种上述fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料的应用：所述fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料可作为表面增强拉曼光谱的基底用于检测氯雷素。

13、由于磁性纳米粒子的表面能较大、和自身的磁偶极矩作用，使其极容易发生团聚和氧化，从而丧失磁性纳米粒子的优秀性能，因此有必要对磁性纳米粒子进行表面修饰。其中，表面负载二氧化硅进行修饰是理想材料。纳米银具有纳米材料的特点，具有比表面积大、渗透性强、安全性高和耐氧化的优点。但是，单一的纳米银作为拉曼基底，增强作用有限。将纳米银粒子均匀负载到结构更为稳定的无机纳米载体上，使其具有更优良的特性。通过磁性四氧化三铁粒子负载介孔二氧化硅，并负载纳米银，使之综合了各个粒子的优良特性，合成fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料，利用sers技术实现对氯霉素的高灵敏度检测。

14、本发明与现有技术相比具有以下优点：

15、本发明提供一种fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料的合成方法，通过共沉淀法合成磁性的fe3o4纳米颗粒，在其表面负载sio2，形成fe3o4/sio2，并以硅烷偶联剂kh-550为桥梁，将纳米银负载在fe3o4/sio2上，形成fe3o4/sio2/ag复合纳米材料。

16、本发明制备得到的fe3o4/sio2/ag磁性纳米复合材料可作为sers基底检测氯雷素，将制备的fe3o4/sio2/ag磁性复合纳米材料作为sers基底，用于对氯霉素的分析检测在1.0×10-3～1.0×10-10mol/l浓度范围内呈现良好的线性关系，标准曲线方程为y＝48199-4386x，相关系数r2为0.9758，检出限为0.6×10-11mol/l，rsd为7.2％，该材料可应用于农业、工业、环境、食品、医药和卫生领域，实现对分析物的高灵敏检测。