SERS活性基底的制备及其在腐竹中碱性橙Ⅱ的检测研究

碱性橙Ⅱ是一种非食用物质,可能被非法用于食品染色。本文以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为表面活性剂,采用化学合成法制备了均匀的纳米金表面增强拉曼散射活性基底,建立了灵敏快速检测碱性橙Ⅱ的拉曼光谱检测方法。运用多元变量分析方法验证各浓度之间存在显著性差异,选取碱性橙Ⅱ在1 594 cm-1处的拉曼特征峰,单变量分析表明拉曼散射强度与碱性橙Ⅱ浓度的对数呈线性相关,线性范围0.001 mmol·L-1 ～ 0.5 mmol·L-1,相关系数r=0.990 2。将本法应用于腐竹中碱性橙Ⅱ的测定,在添加浓度为50和500 μg·g-1时,添加回收率为82.4%～116.9 %,相对标准偏差为3.8%～4.0%。与常规化学分析技术相比,本法具有无损、快速、环保、消耗化学试剂少、所需样品量少等特点,适于对大规模样品进行筛查。     

表面增强激光拉曼光谱测定豆制品中的碱性嫩黄Ⅱ、碱性橙Ⅱ、皂黄

以表面增强激光拉曼光谱技术快速检测了豆制品中碱性嫩黄Ⅱ、碱性橙Ⅱ和皂黄的含量,并以高效液相色谱-串联质谱法进行了确证。优化出最佳提取溶剂为甲醇-水(7+3)溶液,样品前处理采用快速溶剂萃取仪(ASE)提取和凝胶渗透色谱(GPC)净化,对ASE和GPC条件进行了优化,提高了提取效率、检测灵敏度、减少提取溶剂用量并且有效去除了基质中大分子的干扰物。对三种色素的表面增强拉曼谱中的特征峰进行了归属认证。碱性嫩黄Ⅱ、碱性橙Ⅱ和皂黄的定量特征峰分别为652,995和983 cm-1;方法检出限为3.0,1.0和4.0 mg·kg-1。三种色素定量特征峰与色素浓度呈良好的线性关系,实验的回收率在83.48%～92.59%范围内,相对标准偏差小于7.2%。该方法新颖、前处理、设备操作简单、分析速度快、重现性好、灵敏度高,成功的对食品中色素进行了定性和定量测定,为食品中色素的检测提供了可靠的参考。     

表面增强拉曼光谱结合不同纳米基底快速检测酸性橙Ⅱ

酸性橙Ⅱ作为一种偶氮类化工染料,具有致癌致畸性,因此,禁止添加于食品中。但由于酸性橙Ⅱ色泽鲜艳、着色力强、价格低廉,不法商家出于利益考虑非法添加于食品中用于着色,严重威胁到食品安全和消费者健康。酸性橙Ⅱ传统检测方法主要是利用仪器分析技术进行分析,但存在前处理复杂、耗时费力等缺点,不能满足快速检测识别的目的。表面增强拉曼光谱(SERS)技术作为一种快速、灵敏的新兴指纹光谱分析技术,在食品安全检测领域的应用受到广泛关注,因此,本文采用SERS光谱结合不同纳米材料增强基底,探索酸性橙Ⅱ的快速检测方法。首先实验室自制了金纳米颗粒溶胶,金纳米棒溶胶基底,并对其结构性能进行了表征,纳米溶胶基底尺度均匀、分散性良好。基于金纳米颗粒溶胶对两种拉曼激发光源(波长为633和780 nm)对酸性橙Ⅱ分析的影响进行了研究,结果表明基于633 nm激发光源酸性橙Ⅱ的SERS响应信号更强。在此基础上,对比了Klarite~(TM)商业化固体基底、实验室自制金纳米颗粒溶胶和金纳米棒溶胶基底的增强性能,不同粒径金纳米颗粒溶胶对酸性橙Ⅱ的SERS分析有明显差异,粒径为(18.0±2.0) nm金纳米溶胶展现出较好的增强性能。利用增强性能差异不大的三种纳米材料基底(Klarite~(TM)固体基底,粒径为(18.0±2.0) nm的金纳米颗粒基底,横纵比为1.8的金纳米棒基底)对系列浓度的酸性橙Ⅱ进行了SERS检测,结果表明SERS结合三种基底对酸性橙Ⅱ的最低检出浓度分别为0.2, 0.1和0.1 mg·L~(-1)。SERS强度随着酸性橙Ⅱ浓度的增加而增强,因此探索建立了酸性橙Ⅱ的定量分析模型。研究选取1 184, 1 385和1 597 cm~(-1)三个特征主峰,确定其不同浓度酸性橙Ⅱ所对应的特征峰强度,建立酸性橙Ⅱ标准溶液浓度与单个SERS特征峰强度之间的线性回归模型,决定系数R~2的范围为0.861～0.938,RMSE为0.88～1.15 mg·L~(-1), RPD为2.5～4.0,其中, 1 597 cm~(-1)特征峰强度与浓度之间的线性回归模型最佳(R~2=0.933, RMSE=0.88 mg·L~(-1), RPD=4.0),具有良好的线性相关性。研究表明采用SERS光谱技术可对酸性橙Ⅱ进行定性定量分析,可作为一种简单、快速、高灵敏的检测方法用于色素类污染物检测。     

窄带薄层色谱-表面增强拉曼光谱联用法的建立及应用

建立窄带薄层色谱-表面增强拉曼光谱(narrow-band TLC-SERS)分析方法来改善传统薄层色谱-表面增强拉曼光谱法(TLC-SERS)在色谱展开过程中斑点横向扩散以及由于滴加SERS基底而导致的斑点二次扩散的不足,进一步提高TLC-SERS方法的检测灵敏度。本文采用色谱层析硅胶GF254制备并优化出宽度为2mm的窄带TLC板,待样品在窄带TLC板上分离后,在分离斑点表面喷洒银溶胶,然后对斑点进行SERS检测。结果表明,narrow-band TLC-SERS法具有简便、快速、灵敏的特点,不仅改善了传统TLC-SERS方法斑点横向扩散的不足,而且降低了固定相的用量,节约了成本,具有非常广阔的应用前景。     

荧光光谱检测的酸性橙Ⅱ的研究

酸性橙Ⅱ在食品工业中是禁用添加剂.针对酸性橙Ⅱ的食品安全检测问题,报道了运用荧光光谱技术检测其水溶液的实验.实验表明,酸性橙Ⅱ水溶液在230～290nm波长激发下,310～390nm范围内产生荧光光谱,峰位波长在350nm,最佳激励波长为250nm;采用垂直偏振片(起偏角为0°)起偏照射样品,发现偏振荧光峰位不变,荧光峰强度随检偏角的增大而呈明显的线性递减关系.由实验数据计算得到荧光偏振度为0.783,表明分子具有一定确定取向;另外,分析认为酸性橙Ⅱ产生荧光,是由于分子中含有苯环和萘环结构吸收紫外光能量,以及氮键在光子作用下形成顺式异构体的激发单线态后,两者发射的光子所致.整个结果对酸性橙Ⅱ在食品中的违禁使用检测、特性表征、以及分子规律的更深入研究,有一定的参考价值.     

清热类中成药中非法添加化药的TLC-SERS研究

采用薄层色谱(TLC)法使复杂的清热类中药基质与四种掺伪成分即氨基比林、吲哚美辛、萘普生及布洛芬完成简单的分离,继而利用优选的银溶胶为增强基底对分离出的微量物质进行表面增强拉曼光谱(SERS)检测,并确定各物质最低检测限(信噪比等于3):氨基比林0.02mg/mL、吲哚美辛0.2mg/mL、萘普生0.1mg/mL及布洛芬0.02mg/mL。该方法具有快速、简便、灵敏、专属性好等优势,实现了清热类中成药的快速检测,可进一步推广于其他类中成药中掺伪物质的测定。     

基于表面增强拉曼的饮料中山梨酸钾快速定量检测方法

基于实验室自行搭建的拉曼光谱点扫描系统,利用表面增强拉曼技术对橙味饮料中山梨酸钾的含量进行了定量快速检测研究。通过与山梨酸钾标准品拉曼光谱及其水溶液表面增强拉曼光谱等比较分析,确定了山梨酸钾1 648.4,1 389.3和1 161.8 cm-1处的表面增强特征拉曼位移。通过山梨酸钾橙味饮料平行样品的拉曼位移峰强重现性实验并计算其峰强的相对标准偏差证实了该表面增强拉曼方法具有较好的重复性。采集了山梨酸钾浓度范围为1.706～0.180 7 g·kg-1的33个橙味饮料样品的表面增强拉曼光谱,所有原始光谱经S-G 5点平滑及Baseline基线去除荧光背景预处理后分别用一元线性回归分析、多元线性回归分析和偏最小二乘回归分析方法,建立了山梨酸钾的定量预测模型。经比较,选取三个山梨酸钾拉曼特征位移1 161.8,1 389.3和1 648.4 cm-1所建立的多元线性回归模型校正集的相关系数(R2_C)和均方根误差(RMSEC)分别为0.983 7和0.051 7 g·kg-1,验证集的相关系数(R2_P)和均方根误差(RMSEP)分别为和0.969 9和0.052 8 g·kg-1,比一元线性回归模型和偏最小二乘回归模型误差小、精度高。基于表面增强拉曼完全可以实现橙味饮料中山梨酸钾的定量快速预测,为各类食品中山梨酸钾含量的快速监测奠定了技术基础。     

应用TLC—FT—SERS对萝芙木中利血平成分的研究

本文报道了应用薄层色谱（ＴＬＣ）与傅里叶变换表面增强拉曼光谱（ＦＴ－ＳＥＲＳ）联用技术,获得了中草药萝芙木有效成分利血平光谱研究的新方法。研究表明：在薄层原位约２μｇ的样品即可获得利血平分子的特征振动谱带,并阐述了样品分子在表面增强基底银微粒表面的吸附模式,从而说明ＴＬＣ－ＳＥＲＳ结合对中草药化学成分进行高灵敏度指纹检测的可靠性和优越性。     

拉曼光谱法鉴定文物及艺术品中染料的研究进展

中国是丝绸之路的发源地,染色历史源远流长。文物及艺术品中的有机染料蕴含着制作年代、原料来源、染色工艺及保存状况等丰富的信息,但因染料成分复杂、含量低、易于降解,其鉴定一直是文物分析领域的难点。拉曼光谱作为一种指纹光谱在文物及艺术品中染料分析方面具有独特的优势。系统阐述了显微拉曼光谱法(MRS/μ-Raman)、近红外傅里叶变换拉曼光谱法(NIR-FT-Raman)、表面增强拉曼光谱法(SERS)、共振拉曼光谱(RRS)法的原理、特点、局限性以及在染料鉴定中的研究进展和发展方向; 分类归纳总结出了黄栀子、姜黄等染料的拉曼光谱特性; 对比分析了紫茜素在采用不同波长激光器激发下的荧光现象; 介绍了以自制的灰绿色银胶颗粒为基底,联合薄层色谱(TLC) 分离技术及SERS鉴定茜草中的色素,表明银溶胶微粒产生的表面增强效应可显著降低拉曼光谱荧光背底。指出拉曼光谱作为一种快速、便捷的结构定性测试手段在文物和艺术品染料分析中应用前景广阔,提出多种拉曼光谱技术相结合、拉曼光谱技术与分离技术相结合以及拉曼光谱技术与远距离传导技术相结合是拉曼光谱技术的发展趋势。     

大豆甙元成分的TLC—SERS研究

利用高效薄层色谱（ＴＬＣ）分离技术和表面增强拉曼散射技术（ＳＥＲＳ）的结合，获得了分析大豆甙元成分的新方法，ＳＥＲＳ结果表明，在ＴＬＣ原位的３μｇ样品就可获得大豆甙元的主要振动特征谱带，通过表面增强光谱揭示出，ＳＥＲＳ与固体光谱的异同，并指明了大豆甙元与银溶胶的吸附模式，ＴＬＣ－ＳＥＲＳ使高效分离与指纹性鉴定结合，可对化学成分进行高灵敏度的检测。     

麻黄生物碱中一对光学异构体在薄层色谱原位的表面增强拉曼光谱研究

应用表面增强技术(SERS)将薄层色谱(TLC)与傅里叶变换拉曼光谱(FT-Raman)联用,在薄层色谱分离斑点原位,获得中草药麻黄中麻黄生物碱衍生物中一对关于手性碳的光学异构体：去甲基麻黄碱,去甲基伪麻黄碱指纹光谱的新方法。研究表明,在薄层色谱原位仅16 μg的样品,就可获得以上分子的主要特征谱带;并且光学异构体的光谱特征明显不同,在银溶胶微粒表面增强作用下去甲基麻黄碱、去甲基伪麻黄碱分子中与苯环相关的波数为1 004,1 605 cm-1振动获最大增强。从而阐明了应用TLC-SERS联用技术,可有效地对中草药主要化学成分中光学异构体进行高灵敏度分离与指纹鉴定。     

TLC-SERS对鸡肉中的氧氟沙星快检研究

采用薄层色谱法与表面增强拉曼光谱联用技术(TLC-SERS)分离和检测鸡肉中的氧氟沙星(OFX)。薄层色谱法(TLC)可以将目标分析物从混合物中快速分离出来,解决了SERS无法准确识别目标分析物的问题,且SERS具有灵敏无损的特点。采用商用硅胶60 F254荧光板作为固定相,无需对样品进行预处理,将含有OFX的鸡肉组织液混合液滴在商用硅胶板上即可实现TLC分离。鸡肉混合样品采用TLC分离后,在OFX对应位置滴加银纳米粒子,采用银纳米粒子作为增强基底,进行SERS检测。TLC-SERS联用技术实现了快速分离检测鸡肉的氧氟沙星,其检出限可达到0.01 ppm。     

超高效液相色谱法快速分离测定糖精钠、芝麻酚、酸性橙Ⅱ和碱性嫩黄O

建立了超高效液相色谱-二极管阵列检测器(UPLC-PDA)同时分离测定香精香料中糖精钠,芝麻酚,酸性橙Ⅱ,碱性嫩黄O的方法.样品经过10％的甲醇水溶液(含1％氨水)提取后,以Waters BEHC18(1.7μm,2.1mm×50mm)为色谱柱,5mmol/L乙酸铵(含0.1％乙酸)和乙腈(ACN)为流动相,200-500nm波长范围内进行扫描检测.结果表明,在5min以内4种目标物质得到了较好的分离,在0.5-20mg/L范围内具有较好的线性(r＞0.9950),检出限为0.08-0.61mg/L,3种浓度水平的加标回收率保持在85.3％-110.3％之间,相对标准偏差在6％以内.该方法操作简单,灵敏度高,可以满足香精香料中4种物质的同时检测.     

乌洛托品的表面增强拉曼光谱研究及其在粉丝快速检测中的应用

计算了乌洛托品的拉曼光谱,并以银溶胶为活性基底研究了乌洛托品的表面增强拉曼光谱(SERS)。研究了氯化钠作为促凝剂时的增强效果,结果表明对于银溶胶氯化钠有很好的优化作用。测量不同浓度乌洛托品溶液的SERS,当乌洛托品水溶液浓度低至10-8 g/mL时,依然可以得到明显的拉曼光谱信号。选择1052cm-1处的拉曼特征峰作为研究对象,建立了乌洛托品SERS特征峰强与水溶液浓度之间的函数关系。将这种乌洛托品的检测方法应用于粉丝样品的检测之中,检测下限为10-6g/mL。此种方法操作简便快捷,在粉丝中乌洛托品的快速定性检测方面具有特有的优势。     

小檗碱在TLC原位的FT-SERS研究

应用表面增强技术将薄层色谱与近红外傅里叶变换拉曼光谱联用，获得了中成药三黄片中主要有效成分小檗碱在薄层原位的傅里叶变换表面增强拉曼光谱（FT－SERS）。研究表明，在薄层原位约2.5μm样品的FT－SERS与纯固体样品的FT－Raman光谱的主要特征峰波数基本一致，相对强度有一定变化，出现特别增强的拉曼峰是波数为727nm的芳香环上CH键面内变形振动峰。小檗碱分子以异喹啉环共轭体系的π电子与表面增强活性物质银晶体微粒相互作用，呈平面吸附样式。获得了中成药三黄片中主要有效成分小檗碱分离与高灵敏度指纹检测的可靠的新方法。     

纳米银溶胶的制备及利用其SERS效应检测BPA的研究

制备了银溶胶作为表面增强活性基底,以此为基础详细研究了BPA的表面增强拉曼光谱(SERS)。研究了促凝剂氯化钠的加入对增强效果的影响。实验结果表明,当BPA乙醇溶液的浓度低至10-7g/mL时,依然可以得到明显的SERS信号。此方法操作简便快捷,无需对样品进行预处理,在BPA的快速检测方面具有很大应用潜力。     

银纳米粒子阵列的自组装及其表面增强拉曼光谱应用

在以聚赖氨酸为表面耦联层分子的玻片基底制备了银纳米粒子阵列。ＳＥＭ表征结果表明,银粒子以亚单层的形式排列在基底表面。比较银溶胶和纳米粒子阵列的紫外可见光谱可见聚赖氨酸耦联层对银纳米粒子的粒径具有一定的选择性,甲基紫精在银纳米粒子阵列上的表面增强ＦＴ拉曼光谱表明在近红外区拉曼散射的表面增强主要来自于化学增强效应。     

三种不同银纳米粒子SERS基底比较研究

表面增强拉曼光谱(SERSp)技术是一种新兴的分析检测技术,由于其对样品分析灵敏度高、检测时间短以及样品所需量小等优点,近年来该技术已在生物医学,化学等领域得到广泛的应用,同时表面增强拉曼散射(SERS)基底的制备已成为该领域的研究热点。本文主要对三种以银纳米粒子(AgNPs)的SERS效应为基质的拉曼活性基底:毛细管-AgNPs,二氧化钛-AgNPs和滤纸-AgNPs进行比较研究。首先分别用三种基底对罗丹明6G(R6G)分子进行拉曼光谱采集及分析,找出三种SERS基底相应的最佳制备条件。最后用这三种最佳条件下制备的SERS基底对同一个健康人血清进行拉曼光谱检测,并对结果进行分析比较。初步结果:三种SERS基底都是可靠的和实用的;二氧化钛-AgNPs基底灵敏度相对较高,但制备过程较复杂;滤纸-AgNPs基底灵敏度其次;毛细管-AgNPs基底及滤纸-AgNPs基底的制备均较为简单。因此,从实用角度考虑,滤纸-AgNPs基底比较适合血清的表面增强拉曼光谱检测与分析。     

人造沸石负载二氧化钛薄膜光催化降解酸性湖兰A和酸性橙Ⅱ的研究

采用溶胶－凝胶法制备TiO2溶胶，将TiO2负载于人造沸石上制成TiO2薄膜，研究了TiO2薄膜的酸性湖兰A和酸性橙Ⅱ2种染料的光催化降解活性。结果表明，光解脱色率与染料的初始浓度、pH值、光照时间等因素有关。酸性湖兰A的浓度为10ppm，pH为6时，用400W高压汞灯为光源，光 照10min以后，脱色率可达94．1％。酸性橙Ⅱ的浓度为10ppm,pH为10时，用400W高压汞灯为光源，光照10min以后，脱色率可达88．7％。     

亚单分子层三聚氰胺的便携式拉曼检测

通过改进Lee和Meisel法,制备了两种银胶。以三聚氰胺分子为探针分子,银胶为SERS基底,使用便携式拉曼光谱仪进行拉曼测试。拉曼光谱表明银纳米粒子和三聚氰胺发生的吸附作用明显,三聚氰胺的四个较强振动峰有4～9cm-1的频移和强度比变化较大。由于SERS基底的表面增强作用,三聚氰胺的便携式拉曼光谱仪最小检测量达到了6×10-12g,实现了三聚氰胺的亚单分子层检测水平。该检测方法快捷、简便,如果结合奶粉或食品中三聚氰胺的固相萃取技术,将可以应用于三聚氰胺的现场、快速、半定量检测。