表面增强拉曼光谱在食源性致病微生物检测中的应用研究

食源性致病微生物导致的食源性疾病已成为全球化的公共卫生问题。快速、有效地检测食源性致病微生物是实现食源性疾病预防与控制的关键环节，也是保障食品安全的技术关键。表面增强拉曼光谱(SERS)具有简单、快速、灵敏度高等优点，在食品安全、生物医学、环境监控等领域展现出良好的应用前景。介绍了近年来SERS在食源性致病微生物检测中的应用研究进展。对SERS技术概况、SERS增强理论及SERS增强基底进行了简要介绍，重点回顾了SERS在食源性致病微生物检测中的应用和发展现状。在食品安全分析方面，利用SERS与模式识别方法相结合对食品中常见食源性致病微生物能实现快速、有效鉴别，部分研究已应用于不同食品样品的分析，体现了SERS作为“指纹图谱”的分析优势；在医学诊断方面，SERS可对病理样品(如血液、尿液等)中食源性致病微生物进行快速检测，缩短了样本分析时间，使食源性疾病的快速诊断成为可能；随着微流控技术的发展，微流控平台结合SERS技术被称为“芯片实验室”应用于食源性致病微生物的检测，可提高分析的可控性，稳定性，特异性和灵敏度。通过对比分析，发现不同研究可采用不同分离方法、不同基底、不同目标捕获方式等实现了食源性致病微生物的检测，展示了不同方法间的差异性。已有研究表明了SERS在食源性致病微生物检测中应用可克服传统方法耗时等缺点，实现灵敏快速分析，为食品安全实时监控，食源性疾病即时诊断提供了有效的分析工具。同时，指出了SERS技术应用于食源性致病微生物分析依然面临很大挑战，(1)大多数研究并没有聚焦于实际样品，而标准培养液和实际样品的SERS检测存在较大差异，实际样品组分会对SERS响应产生干扰；(2)不同方法结果有较大差异，主要是由于纳米增强基底差异，吸附方式原理的差异，稳定性的差异等，因此需要更多深入研究进一步优化条件；(3)期望建立标准化的SERS方法替代传统技术，充分展示SERS作为新兴分析工具快速、灵敏、简捷的优势应用于食品安全，医学诊断等领域。将来，随着研究的深入及相关学科的发展，SERS作为极具潜力的快速分析工具，将在食品安全，生物医学等领域具有更广阔的应用前景。     

表面增强拉曼光谱技术在食品痕量化学危害检测中的应用

表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)技术是基于被测分子吸附在某些经特殊处理、具有纳米结构的金属表面具有极强拉曼散射增强效应的分子振动光谱技术。因SERS技术具有前处理简单、操作简便、检测时间短、灵敏度高等优点,在食品安全检测领域具有良好的应用前景。食品中化学危害残留超标是主要的食品安全问题之一,已引起全球的关注,SERS技术对食品中痕量化学危害的分子识别及定量分析检测的相关研究报道数量近年来呈上升趋势。本综述概括了应用SERS对食品中常被检出的非法添加物、农药残留、抗生素及其他药物残留检测中的应用和研究进展,涉及的拉曼散射增强基底体系多种多样,如金或银等纳米溶胶体系、金纳米固体表面基底、双金属或磁性内核等复合基底。研究对象一般以化学危害物的标准溶液为起点,扩展到常被检出该化学危害物的相应食品中,如乳制品、鱼、果蔬等。由于表面增强拉曼散射强度受多种因素的影响,SERS谱图的重现性还是一个亟需解决的难题,而食品复杂体系中非目标组分对被分析物拉曼散射信号的干扰导致SERS技术还不能成为一种有效的常规快速分析方法,但SERS为食品及其他复杂体系中痕量化学物的检测提供了一个新的极具潜力的工具。     

表面增强拉曼光谱检测鱼肉中禁用和限用药物研究

应用表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)技术,结合化学计量学方法对水产品中常被检出的禁用或限用药物,包括孔雀石绿(0.5～50μg/L)、结晶紫(5～100μg/L)、氯霉素(50～5.0×103μg/L)和磺胺甲基嘧啶(500～5.0×103μg/L)进行检测.采用偏最小二乘回归法(partial least squares regression,PLSR)对谱图进行分析处理,建立定量分析模型.结果表明运用SERS技术对染料类渔药,孔雀石绿和结晶紫的分析效果较好,对于其标准溶液的最低检测浓度分别为0.8和10μg/L;对抗生素药物,氯霉素和磺胺甲基嘧啶的最低检测浓度分别为50和500μg/L.4种药物的PLSR模型的预测值与实际值的R2为0.865～0.954.运用SERS技术最低能检测到鱼肉中孔雀石绿和结晶紫的含量分别为1.0和20μg/kg,显示出SERS技术对食品中痕量药物残留检测的巨大潜力.     

应用表面增强拉曼光谱技术快速检测尿样中的β-兴奋剂

应用表面增强拉曼光谱技术与化学计量法相结合分析克伦特罗、沙丁胺醇和莱克多巴胺3种β-兴奋剂的标准溶液.在取自10头猪的尿样中,分别添加5个不同浓度的莱克多巴胺(1～20 mg/L),采用快速的液液萃取法对样品进行前处理,再进行表面增强拉曼测试.结果表明,克伦特罗和沙丁胺醇标准溶液的最低检测浓度为2 μg/L,莱克多巴胺标准溶液的最低检测浓度为0.1 mg/L;通过偏最小二乘法建立模型进行定量分析,3种药物的实际值与预测值的相关系数(R2)为0.9134～0.9368;本方法可检测尿样中1 mg/L莱克多巴胺,经外部验证后模型的实际值与预测值的相关系数(R2)为0 881,相对分析误差(RPD)为2.83;分析尿液中的莱克多巴胺含量所需时间小于30 min,为快速检测莱克多巴胺提供新途径.