發(fā)布時間：2020-08-13 11:01

【摘要】：有害殘留物和違法添加劑存在于食品中,嚴重影響人類生活與健康。表面增強拉曼技術(SERS)在食品安全中的應用,實現(xiàn)了對食品安全的監(jiān)測。表面增強拉曼機理的定量研究對表面增強拉曼技術的進一步發(fā)展與應用起到了重要的推動作用。本文在實驗基礎之上,采用密度泛函理論(DFT)與離散偶極子近似(DDA)結合的方法從化學增強與物理增強的角度分析氨基甲酸乙酯和2-乙�；拎さ谋砻嬖鰪娎脑鰪姍C理。氨基甲酸乙酯(EC)作為發(fā)酵食品與飲品中的致癌殘留物,不同的國家對其作出了限量標準,DantingYang實驗組已經(jīng)做了關于氨基甲酸乙酯的拉曼實驗。我們采用密度泛函方法M06-2X和6-311+g(d,p)基組,計算了氨基甲酸乙酯的常規(guī)拉曼光譜,與實驗拉曼光譜吻合較好。為了研究氨基甲酸乙酯的增強機理,我們采用同樣的方法和混合基組6-311+g(d,p)(C,H,O,N)//Lanl2dz(Ag)優(yōu)化了EC-Ag20復合物的幾何結構并計算得到其表面增強拉曼光譜。氨基甲酸乙酯吸附在Ag20團簇上形成復合物EC-Ag20,其靜態(tài)極化率增大引起了拉曼增強因子(IEF)達到10左右,這屬于靜態(tài)化學增強。應用TDDFT方法計算復合物吸收譜,并采用352nm作為復合物的預共振入射波波長,此時的拉曼增強因子達到104倍,且發(fā)生了明顯的電荷轉移現(xiàn)象,屬于電荷轉移增強。同時我們采用離散偶極子近似法計算了 15nm的球型納米粒子的消光光譜及其近場電場分布,在入射光為352nm的情況下得到其物理增強因子為3.6× 106。因此在化學增強與物理增強的共同作用下,總的拉曼增強因子達到了 3.6×1010左右,說明表面增強拉曼光譜可以用于檢測痕量的致癌物質。中國衛(wèi)生部禁止在大米中添加增香劑。2-乙�；拎�(2AP)作為主要的大米增香劑,依靠拉曼散射光譜技術檢測它十分可靠。本文采用密度泛函方法WB97XD和6-311G(d,p)(C,H,O,N)基組水平,計算了2AP分子的常規(guī)拉曼光譜,與實驗結果吻合。同時,采用密度泛函理論結合離散偶極子近似的方法分別從化學增強和物理增強的角度研究了2AP吸附在Ag20團簇上的表面增強拉曼機理。計算過程采用同種方法并結合混合基組6-311G(d,p)(C,H,O,N)//LANL2DZ(Ag)水平。在表面增強拉曼(SERS)中,由2AP吸附到Ag20團簇上形成復合物體系的過程引起了靜態(tài)極化率的增大,從而使拉曼增強因子達到10的過程產生靜態(tài)化學增強。而在表面增強共振拉曼(SERRS)中,激發(fā)波波長350nm與吸收峰附近的電子躍遷耦合,發(fā)生電荷轉移共振現(xiàn)象,從而使拉曼增強因子達到104倍的電荷轉移增強。采用離散偶極子近似的方法計算15nm的球型銀納米粒子的消光光譜與近場電場分布,在350nm的入射波波長下得到物理增強因子為2.33×106�？偟睦盘栐鰪娛怯苫瘜W增強與物理增強共同引起的,所以總的IEF達到2.33× 1010倍。除此之外,在相同計算水平下分別計算了同分異構體的常規(guī)拉曼光譜,我們發(fā)現(xiàn)了 2AP區(qū)別于3,4-乙�；拎�(3,4AP)的拉曼特征峰,在表面增強共振拉曼的作用下,其特征峰更加明顯,使得我們能很好的憑借拉曼光譜從同分異構體n-AP(n=2,3,4)中鑒別出2AP。
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TS201.6;O657.37

【參考文獻】

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1 朱傳進;;對中國食品安全問題的分析[J];食品界;2016年10期

2 馮永巍;薛慶海;韓晨e

本文編號：2791921