基于表面增强拉曼光谱技术的食源性危害因子检测方法研究
发布时间：2021-07-09 16:12
食品安全（Food safety）是食品中不含有或含有安全、可接受范围内的可能影响消费者健康的危害因子。食源性危害因子种类繁多,有生物性、化学性、物理性危害因子,同时也包括具有潜在危害风险的转基因食品。近年来,随着食品种类的日益丰富、食品加工方法以及加工过程的日渐复杂,食品被这些危害因子污染的风险也越来越大,由此引发的公共食品安全问题也日益突出。因此,如何能快速有效的检测出食品中潜在的危害因子,并及时有效地预防食品安全事故的发生对人民的健康与安全意义重大。表面增强拉曼光谱法（Surface enhancement Raman spectroscopy,SERS）由于其检测灵敏度高、操作简便、准确率高、以及无需样品预处理等优点,在食品安全检测研究中的应用越来越频繁。本文主要利用制备的几种常见拉曼基底以及开发的新型膜材质拉曼基底,建立了表面增强拉曼检测方法,对常见的几种具有代表性的食源性危害因子进行了检测:（1）几种表面增强拉曼基底的制备及其研究贵金属纳米粒子如金纳米粒子（AuNPs）、银纳米粒子（AgNPs）由于其特殊的表面特性,是最早被应用于表面增强拉曼研究中的基底材料。但是二者各自有...
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
利用平板印刷术制备SERS基底[113]
合肥工业大学博士研究生学位论文12图1.2针尖增强拉曼散射原理Fig1.2PrincipleofneedletipenhancedRamanscattering1.4表面增强拉曼光谱在检测领域的应用表面增强拉曼光谱是一种非常有效的探测界面特性和分子间相互作用、表征表面分子吸附行为和分子结构的工具，已成为灵敏度最高的研究界面效应的技术之一[116]；此外，由于其具有高精度、高灵敏度的分析特性，所以在检测以及分析领域的研究与应用也相当广。1.4.1表面增强拉曼光谱在药物分析中的应用表面增强拉曼光谱作为一种新兴的分析方法，凭借其高精确度、高灵敏度、抗干扰性、无损检测等特性，已广泛应用于医学检测领域，在药物分析中的应用尤为突出[117,118]。目前，随着中药市场的迅速壮大，在中成药中非法添加微量西药的现象也越来越普遍。传统检测方法样品前处理复杂，耗时长，SERS的无损检测、高灵敏度优势就凸显了出来。SERS检测对样品纯度要求低，样品只需通过简单的前处理（如粉碎、清洗等），在合适的条件下与基底混合后就可直接进行测定[119]（如图1.3所示）。利用SERS提供的药物分子的指纹图谱，可精确地筛选出中成药中掺杂的其他非法添加成分。
第二章几种表面增强拉曼基底的制备及研究13图1.3表面增强拉曼光谱法在中药成分掺杂中的应用Fig1.3ApplicationofsurfaceenhancedRamanspectroscopyinthedopingoftraditionalChinesemedicinecomponents1.4.2表面增强拉曼光谱在环境检测中的应用我们的生活脱离不了环境，然而日益严重的环境问题却时刻威胁着我们的生命健康。环境污染物因其高累积性、毒性、致癌性、致畸性、致突变等特性对人类造成了严重威胁[120,121]。SERS因其高灵敏度等的优势在环境污染物痕量检测中发挥着着重要作用，目前利用SERS技术实现检测的污染物已经有上百种，按类别分，主要包括重金属、多环芳烃、病原微生物、农药等。重金属离子本身的拉曼光谱相当弱，所以直接获取重金属离子的拉曼图谱相对困难，因此常用的拉曼方法间接检测重金属离子，一般采用结合纳米探针来制备微型传感器的方法对重金属离子进行检测。例如，TaekDongChung团队[122]在金核壳基质表面组装了一段富含T碱基的核酸探针，并在核酸末端修饰拉曼信号分子，利用T碱基与Hg2+的特异性结合作用，在Hg2+存在的条件下，核酸探针折叠成发夹结构，使拉曼信号探针贴近拉曼基底表面，实现拉曼信号的增强，获得了高灵敏度与选择性的Hg2+表面增强拉曼检测方法（如图1.4.a）。镉离子（Cd2+）也是环境水中常见的重金属污染物，段宏伟课题组开发了一种利用胶体金作为基底检测重金属镉离子的表面增强拉曼光谱法[123]（图1.4b），在胶体金表面首先标记拉曼信号分子，再组装作为稳定剂的巯基化聚乙二醇和镉离子螯合物。最后，在检测Cd2+过程中，通过表面引发的原子自由基聚合连接到金纳米粒子表面的镉螯合物，导致金纳米粒子聚集，纳米粒子之间电磁场增强，处在电磁场中的拉曼信号分子信号强度成倍增?
【参考文献】：
期刊论文
[1]依赖解旋酶等温核酸扩增方法检测副溶血性弧菌[J]. 韩灵芝,马翠萍,牛淑妍. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2018(S1)
[2]食品中的化学性风险及预防措施[J]. 袁华平,徐刚,王海,江伟. 食品安全质量检测学报. 2018(14)
[3]表面增强拉曼光谱在药物分析中的应用[J]. 田三萍,蒋屏,陈传品. 科技风. 2018(20)
[4]表面增强拉曼光谱技术在毒品检测中的应用[J]. 卢树华,王照明,田方. 激光与光电子学进展. 2018(03)
[5]转基因食品舆情现状分析及新型科普模式的探究[J]. 田兰芳,郭明璋,许文涛,黄昆仑. 中国农业大学学报. 2017(04)
[6]气质联用和液质联用中基质效应的分析和总结[J]. 徐炎炎,李森,张芹,石利利,王济奎,宋宁慧. 农药. 2017(03)
[7]转基因食品分析检测技术研究进展[J]. 姜薇. 现代农业科技. 2017(03)
[8]食品检测中气相色谱-质谱法的有效运用分析[J]. 房英杰,颜显辉,于军强. 食品安全导刊. 2016(30)
[9]免疫学方法在食源性副溶血性弧菌检测中的应用研究进展[J]. 谢雪钦,刘舟. 食品科学. 2017(13)
[10]转基因成分分析检测技术研究进展[J]. 蔡军,李慧,胡梦龙,傅洋,汪磊,王璐. 食品安全质量检测学报. 2016(02)
博士论文
[1]金属纳米粒子的光学性质及过渡金属表面增强拉曼散射的电磁场机理研究[D]. 杨志林.厦门大学 2006
硕士论文
[1]转基因食品分子生物学检测方法的建立及应用[D]. 常志远.长春理工大学 2019
[2]新型核壳结构纳米材料的设计合成及其SERS光谱研究[D]. 魏志超.辽宁大学 2017
[3]基于表面增强拉曼光谱技术对人体体液中毒品的快速检测[D]. 孟娟.安徽大学 2017
[4]基于微孔板的化学发光法检测孔雀石绿和结晶紫的研究[D]. 杨灵珊.广东工业大学 2016
[5]拉曼光谱在食品药品快速检测中的应用研究[D]. 范青峰.南京农业大学 2016
[6]基于单个银包金纳米星共振瑞利散射性质的癌胚抗原检测研究[D]. 孙湘.东南大学 2016
[7]基于多光谱成像技术快速检测注水肉及冷冻肉的品质安全[D]. 刘锦霞.合肥工业大学 2016
[8]山西省9种养殖鱼中的药物残留调研分析[D]. 武大庆.山西农业大学 2014
[9]表面增强拉曼基底的研制及应用[D]. 杨盼.重庆师范大学 2014
[10]结晶紫和隐色结晶紫的检验新方法研究[D]. 朱慧敏.南华大学 2013
本文编号：3274068
【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：141 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
利用平板印刷术制备SERS基底[113]
合肥工业大学博士研究生学位论文12图1.2针尖增强拉曼散射原理Fig1.2PrincipleofneedletipenhancedRamanscattering1.4表面增强拉曼光谱在检测领域的应用表面增强拉曼光谱是一种非常有效的探测界面特性和分子间相互作用、表征表面分子吸附行为和分子结构的工具，已成为灵敏度最高的研究界面效应的技术之一[116]；此外，由于其具有高精度、高灵敏度的分析特性，所以在检测以及分析领域的研究与应用也相当广。1.4.1表面增强拉曼光谱在药物分析中的应用表面增强拉曼光谱作为一种新兴的分析方法，凭借其高精确度、高灵敏度、抗干扰性、无损检测等特性，已广泛应用于医学检测领域，在药物分析中的应用尤为突出[117,118]。目前，随着中药市场的迅速壮大，在中成药中非法添加微量西药的现象也越来越普遍。传统检测方法样品前处理复杂，耗时长，SERS的无损检测、高灵敏度优势就凸显了出来。SERS检测对样品纯度要求低，样品只需通过简单的前处理（如粉碎、清洗等），在合适的条件下与基底混合后就可直接进行测定[119]（如图1.3所示）。利用SERS提供的药物分子的指纹图谱，可精确地筛选出中成药中掺杂的其他非法添加成分。
第二章几种表面增强拉曼基底的制备及研究13图1.3表面增强拉曼光谱法在中药成分掺杂中的应用Fig1.3ApplicationofsurfaceenhancedRamanspectroscopyinthedopingoftraditionalChinesemedicinecomponents1.4.2表面增强拉曼光谱在环境检测中的应用我们的生活脱离不了环境，然而日益严重的环境问题却时刻威胁着我们的生命健康。环境污染物因其高累积性、毒性、致癌性、致畸性、致突变等特性对人类造成了严重威胁[120,121]。SERS因其高灵敏度等的优势在环境污染物痕量检测中发挥着着重要作用，目前利用SERS技术实现检测的污染物已经有上百种，按类别分，主要包括重金属、多环芳烃、病原微生物、农药等。重金属离子本身的拉曼光谱相当弱，所以直接获取重金属离子的拉曼图谱相对困难，因此常用的拉曼方法间接检测重金属离子，一般采用结合纳米探针来制备微型传感器的方法对重金属离子进行检测。例如，TaekDongChung团队[122]在金核壳基质表面组装了一段富含T碱基的核酸探针，并在核酸末端修饰拉曼信号分子，利用T碱基与Hg2+的特异性结合作用，在Hg2+存在的条件下，核酸探针折叠成发夹结构，使拉曼信号探针贴近拉曼基底表面，实现拉曼信号的增强，获得了高灵敏度与选择性的Hg2+表面增强拉曼检测方法（如图1.4.a）。镉离子（Cd2+）也是环境水中常见的重金属污染物，段宏伟课题组开发了一种利用胶体金作为基底检测重金属镉离子的表面增强拉曼光谱法[123]（图1.4b），在胶体金表面首先标记拉曼信号分子，再组装作为稳定剂的巯基化聚乙二醇和镉离子螯合物。最后，在检测Cd2+过程中，通过表面引发的原子自由基聚合连接到金纳米粒子表面的镉螯合物，导致金纳米粒子聚集，纳米粒子之间电磁场增强，处在电磁场中的拉曼信号分子信号强度成倍增?
【参考文献】：
期刊论文
[1]依赖解旋酶等温核酸扩增方法检测副溶血性弧菌[J]. 韩灵芝,马翠萍,牛淑妍. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2018(S1)
[2]食品中的化学性风险及预防措施[J]. 袁华平,徐刚,王海,江伟. 食品安全质量检测学报. 2018(14)
[3]表面增强拉曼光谱在药物分析中的应用[J]. 田三萍,蒋屏,陈传品. 科技风. 2018(20)
[4]表面增强拉曼光谱技术在毒品检测中的应用[J]. 卢树华,王照明,田方. 激光与光电子学进展. 2018(03)
[5]转基因食品舆情现状分析及新型科普模式的探究[J]. 田兰芳,郭明璋,许文涛,黄昆仑. 中国农业大学学报. 2017(04)
[6]气质联用和液质联用中基质效应的分析和总结[J]. 徐炎炎,李森,张芹,石利利,王济奎,宋宁慧. 农药. 2017(03)
[7]转基因食品分析检测技术研究进展[J]. 姜薇. 现代农业科技. 2017(03)
[8]食品检测中气相色谱-质谱法的有效运用分析[J]. 房英杰,颜显辉,于军强. 食品安全导刊. 2016(30)
[9]免疫学方法在食源性副溶血性弧菌检测中的应用研究进展[J]. 谢雪钦,刘舟. 食品科学. 2017(13)
[10]转基因成分分析检测技术研究进展[J]. 蔡军,李慧,胡梦龙,傅洋,汪磊,王璐. 食品安全质量检测学报. 2016(02)
博士论文
[1]金属纳米粒子的光学性质及过渡金属表面增强拉曼散射的电磁场机理研究[D]. 杨志林.厦门大学 2006
硕士论文
[1]转基因食品分子生物学检测方法的建立及应用[D]. 常志远.长春理工大学 2019
[2]新型核壳结构纳米材料的设计合成及其SERS光谱研究[D]. 魏志超.辽宁大学 2017
[3]基于表面增强拉曼光谱技术对人体体液中毒品的快速检测[D]. 孟娟.安徽大学 2017
[4]基于微孔板的化学发光法检测孔雀石绿和结晶紫的研究[D]. 杨灵珊.广东工业大学 2016
[5]拉曼光谱在食品药品快速检测中的应用研究[D]. 范青峰.南京农业大学 2016
[6]基于单个银包金纳米星共振瑞利散射性质的癌胚抗原检测研究[D]. 孙湘.东南大学 2016
[7]基于多光谱成像技术快速检测注水肉及冷冻肉的品质安全[D]. 刘锦霞.合肥工业大学 2016
[8]山西省9种养殖鱼中的药物残留调研分析[D]. 武大庆.山西农业大学 2014
[9]表面增强拉曼基底的研制及应用[D]. 杨盼.重庆师范大学 2014
[10]结晶紫和隐色结晶紫的检验新方法研究[D]. 朱慧敏.南华大学 2013
本文编号：3274068
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