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拉曼光譜技術在食品安全方面的應用

文章來源：思邁奧人氣：2620發表時間：2018-08-03【小 中 大】

表面增強拉曼散射光譜法在環境污染物檢測中的應用: 單色光透過CCl4液體后散射光的頻率發生變化的現象被稱為拉曼散射，而表面增強拉曼散射（簡稱SERS）主要是納米尺度的粗糙表面或顆粒體系所具有的異常光學增強現象。它可以將吸附在材料表面的分子的拉曼信號放大約106倍，對于特殊的納米量級粒子形態分布的基底表面，信號的增強甚至可以高達1014倍，可以區分同分異構體、表面上吸附取向不同的同種分子等，因此在探測器的應用和單分子檢測方面有著巨大的發展潛力，已廣泛應用于環境，食品，化工，生物等領域。本文綜述表面增強拉曼散射在環境污染物檢測的研究應用，主要介紹了在微生物、化學污染物檢測中的應用。

　　1、微生物研究

　　傳統的微生物檢測鑒定方法是根據菌落的形態及其生理生化反應來判斷的，但是該方法通常耗時耗力，涉及的實驗較多，需要經過繁瑣和復雜的操作過程，特別是對于一些表觀特征相似的微生物很難實現準確識別。雖然利用免疫學、分子生物學及遺傳學方法鑒別微生物的技術具有較高的特異性、靈敏性和準確性，但通常此類技術操作較復雜，對人員要求較高，在常規實驗室中難以實現廣泛應用。

　　表面增強拉曼散射光譜技術作為一種快速、簡便、準確、高效和無損的創新型工具，已經廣泛地應用于病原微生物的檢測與鑒定，曾有研究小組制備了多種SERS納米粒子標記的核酸探針，采用核酸分子雜交技術同時檢測了A型肝炎、B型肝炎、艾滋病等六種病原微生物。

　　2、化學污染物研究

　　2.1 農藥殘留檢測

　　農藥（Pesticides）主要是指用來防治危害農林牧業生產的有害生物（害蟲、害螨、線蟲、病原菌、雜草及鼠類）和調節植物生長的化學藥品，在農業生產上起到了一定的積極作用，但農藥大量使用不僅造成環境污染問題目益加重，而且食品中農藥殘留嚴重危害人體健康。加強對農藥殘留的檢測研究對于合理使用農藥、保護環境和保障人類健康具有重要的意義。檢測方法要求具有精細的操作手段、較高的靈敏度和較強的特異性，目前人們已經利用表面增強拉曼光譜開展農藥殘留檢測方面的工作。

　　2.2 多環芳香烴檢測

　　多環芳香烴(PAHs)是指具有兩個或兩個以上苯的一類有機化合物。是一類致癌性很強的環境污染物。煙草煙霧，汽車尾氣，石油蒸餾物，煤炭，木材，油等的不完整燃燒等均可能產生導致多環芳香烴(PAHs)廣泛存在于水，空氣，大氣，土壤以及食物中，造成食品的直接或者間接污染。另外，加工工藝的不合理也會造成食品中多環芳香類物質的污染，如煙熏、烘烤，脂肪的高溫分解等。多環芳香烴分析主要有氣相色譜(GC)、氣相色譜一質譜聯用(GC—MS)和高效液相色譜(HPLC)等分析手段。而近年來，表面增強拉曼光譜對其研究檢測報道也越來越多。

　　2.3 三聚氰胺檢測

　　三聚氰胺（Melamine），是一種三嗪類含氮雜環有機化合物，是重要的氮雜環有機化工原料。最主要的用途是作為生產三聚氰胺甲醛樹脂（MF）的原料。三聚氰胺還可以作阻燃劑、減水劑、甲醛清潔劑等。自2008年發現嬰兒因食用三鹿奶粉而出現腎結石的事件，使得三聚氰胺頻繁出現在公共視野。隨之學者大量研究其快速檢測。

　　3、展望

　　表面增強拉曼檢測技術是一個可應用于多領域的切實可行的光學技術。作為一種分析檢測手段，SERS相對于其他方法的明顯優勢主要體現在以下三個方面：

　　（1）超靈敏性：SERS的信號增強最高可以達到1014～1015倍，因此其靈敏度不低于任何其他方法，在單分子檢測方面具有很強的優勢；

　　（2）高選擇性：表面選擇定則和共振增強的選擇性使得SERS可以在極其復雜的體系中僅僅增強目標分子或基團，得到簡單明了的光譜信息；

　　（3）檢測條件溫和：SERS光譜可以方便地用于水溶液體系，而且樣品可以是固態、液態和汽態。同時具有準確、靈敏、檢測時間迅速等優點。目前，該技術正在表現出在化學及工業、環境科學、食品安全領域的現場快速檢測微量化學物的優越能力。預計不久的將來，這一檢測技術必將在更多領域中得到應用。

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