基于表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)的食源性危害因子檢測(cè)方法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-09 16:12
食品安全(Food safety)是食品中不含有或含有安全、可接受范圍內(nèi)的可能影響消費(fèi)者健康的危害因子。食源性危害因子種類繁多,有生物性、化學(xué)性、物理性危害因子,同時(shí)也包括具有潛在危害風(fēng)險(xiǎn)的轉(zhuǎn)基因食品。近年來,隨著食品種類的日益豐富、食品加工方法以及加工過程的日漸復(fù)雜,食品被這些危害因子污染的風(fēng)險(xiǎn)也越來越大,由此引發(fā)的公共食品安全問題也日益突出。因此,如何能快速有效的檢測(cè)出食品中潛在的危害因子,并及時(shí)有效地預(yù)防食品安全事故的發(fā)生對(duì)人民的健康與安全意義重大。表面增強(qiáng)拉曼光譜法(Surface enhancement Raman spectroscopy,SERS)由于其檢測(cè)靈敏度高、操作簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確率高、以及無需樣品預(yù)處理等優(yōu)點(diǎn),在食品安全檢測(cè)研究中的應(yīng)用越來越頻繁。本文主要利用制備的幾種常見拉曼基底以及開發(fā)的新型膜材質(zhì)拉曼基底,建立了表面增強(qiáng)拉曼檢測(cè)方法,對(duì)常見的幾種具有代表性的食源性危害因子進(jìn)行了檢測(cè):(1)幾種表面增強(qiáng)拉曼基底的制備及其研究貴金屬納米粒子如金納米粒子(AuNPs)、銀納米粒子(AgNPs)由于其特殊的表面特性,是最早被應(yīng)用于表面增強(qiáng)拉曼研究中的基底材料。但是二者各自有...
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:141 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
利用平板印刷術(shù)制備SERS基底[113]
合肥工業(yè)大學(xué)博士研究生學(xué)位論文12圖1.2針尖增強(qiáng)拉曼散射原理Fig1.2PrincipleofneedletipenhancedRamanscattering1.4表面增強(qiáng)拉曼光譜在檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用表面增強(qiáng)拉曼光譜是一種非常有效的探測(cè)界面特性和分子間相互作用、表征表面分子吸附行為和分子結(jié)構(gòu)的工具,已成為靈敏度最高的研究界面效應(yīng)的技術(shù)之一[116];此外,由于其具有高精度、高靈敏度的分析特性,所以在檢測(cè)以及分析領(lǐng)域的研究與應(yīng)用也相當(dāng)廣。1.4.1表面增強(qiáng)拉曼光譜在藥物分析中的應(yīng)用表面增強(qiáng)拉曼光譜作為一種新興的分析方法,憑借其高精確度、高靈敏度、抗干擾性、無損檢測(cè)等特性,已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域,在藥物分析中的應(yīng)用尤為突出[117,118]。目前,隨著中藥市場(chǎng)的迅速壯大,在中成藥中非法添加微量西藥的現(xiàn)象也越來越普遍。傳統(tǒng)檢測(cè)方法樣品前處理復(fù)雜,耗時(shí)長,SERS的無損檢測(cè)、高靈敏度優(yōu)勢(shì)就凸顯了出來。SERS檢測(cè)對(duì)樣品純度要求低,樣品只需通過簡(jiǎn)單的前處理(如粉碎、清洗等),在合適的條件下與基底混合后就可直接進(jìn)行測(cè)定[119](如圖1.3所示)。利用SERS提供的藥物分子的指紋圖譜,可精確地篩選出中成藥中摻雜的其他非法添加成分。
第二章幾種表面增強(qiáng)拉曼基底的制備及研究13圖1.3表面增強(qiáng)拉曼光譜法在中藥成分摻雜中的應(yīng)用Fig1.3ApplicationofsurfaceenhancedRamanspectroscopyinthedopingoftraditionalChinesemedicinecomponents1.4.2表面增強(qiáng)拉曼光譜在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用我們的生活脫離不了環(huán)境,然而日益嚴(yán)重的環(huán)境問題卻時(shí)刻威脅著我們的生命健康。環(huán)境污染物因其高累積性、毒性、致癌性、致畸性、致突變等特性對(duì)人類造成了嚴(yán)重威脅[120,121]。SERS因其高靈敏度等的優(yōu)勢(shì)在環(huán)境污染物痕量檢測(cè)中發(fā)揮著著重要作用,目前利用SERS技術(shù)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的污染物已經(jīng)有上百種,按類別分,主要包括重金屬、多環(huán)芳烴、病原微生物、農(nóng)藥等。重金屬離子本身的拉曼光譜相當(dāng)弱,所以直接獲取重金屬離子的拉曼圖譜相對(duì)困難,因此常用的拉曼方法間接檢測(cè)重金屬離子,一般采用結(jié)合納米探針來制備微型傳感器的方法對(duì)重金屬離子進(jìn)行檢測(cè)。例如,TaekDongChung團(tuán)隊(duì)[122]在金核殼基質(zhì)表面組裝了一段富含T堿基的核酸探針,并在核酸末端修飾拉曼信號(hào)分子,利用T堿基與Hg2+的特異性結(jié)合作用,在Hg2+存在的條件下,核酸探針折疊成發(fā)夾結(jié)構(gòu),使拉曼信號(hào)探針貼近拉曼基底表面,實(shí)現(xiàn)拉曼信號(hào)的增強(qiáng),獲得了高靈敏度與選擇性的Hg2+表面增強(qiáng)拉曼檢測(cè)方法(如圖1.4.a)。鎘離子(Cd2+)也是環(huán)境水中常見的重金屬污染物,段宏偉課題組開發(fā)了一種利用膠體金作為基底檢測(cè)重金屬鎘離子的表面增強(qiáng)拉曼光譜法[123](圖1.4b),在膠體金表面首先標(biāo)記拉曼信號(hào)分子,再組裝作為穩(wěn)定劑的巰基化聚乙二醇和鎘離子螯合物。最后,在檢測(cè)Cd2+過程中,通過表面引發(fā)的原子自由基聚合連接到金納米粒子表面的鎘螯合物,導(dǎo)致金納米粒子聚集,納米粒子之間電磁場(chǎng)增強(qiáng),處在電磁場(chǎng)中的拉曼信號(hào)分子信號(hào)強(qiáng)度成倍增?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]依賴解旋酶等溫核酸擴(kuò)增方法檢測(cè)副溶血性弧菌[J]. 韓靈芝,馬翠萍,牛淑妍. 青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(S1)
[2]食品中的化學(xué)性風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)防措施[J]. 袁華平,徐剛,王海,江偉. 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào). 2018(14)
[3]表面增強(qiáng)拉曼光譜在藥物分析中的應(yīng)用[J]. 田三萍,蔣屏,陳傳品. 科技風(fēng). 2018(20)
[4]表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)在毒品檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 盧樹華,王照明,田方. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(03)
[5]轉(zhuǎn)基因食品輿情現(xiàn)狀分析及新型科普模式的探究[J]. 田蘭芳,郭明璋,許文濤,黃昆侖. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[6]氣質(zhì)聯(lián)用和液質(zhì)聯(lián)用中基質(zhì)效應(yīng)的分析和總結(jié)[J]. 徐炎炎,李森,張芹,石利利,王濟(jì)奎,宋寧慧. 農(nóng)藥. 2017(03)
[7]轉(zhuǎn)基因食品分析檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 姜薇. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2017(03)
[8]食品檢測(cè)中氣相色譜-質(zhì)譜法的有效運(yùn)用分析[J]. 房英杰,顏顯輝,于軍強(qiáng). 食品安全導(dǎo)刊. 2016(30)
[9]免疫學(xué)方法在食源性副溶血性弧菌檢測(cè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 謝雪欽,劉舟. 食品科學(xué). 2017(13)
[10]轉(zhuǎn)基因成分分析檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 蔡軍,李慧,胡夢(mèng)龍,傅洋,汪磊,王璐. 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào). 2016(02)
博士論文
[1]金屬納米粒子的光學(xué)性質(zhì)及過渡金屬表面增強(qiáng)拉曼散射的電磁場(chǎng)機(jī)理研究[D]. 楊志林.廈門大學(xué) 2006
碩士論文
[1]轉(zhuǎn)基因食品分子生物學(xué)檢測(cè)方法的建立及應(yīng)用[D]. 常志遠(yuǎn).長春理工大學(xué) 2019
[2]新型核殼結(jié)構(gòu)納米材料的設(shè)計(jì)合成及其SERS光譜研究[D]. 魏志超.遼寧大學(xué) 2017
[3]基于表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)對(duì)人體體液中毒品的快速檢測(cè)[D]. 孟娟.安徽大學(xué) 2017
[4]基于微孔板的化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)孔雀石綠和結(jié)晶紫的研究[D]. 楊靈珊.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[5]拉曼光譜在食品藥品快速檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D]. 范青峰.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[6]基于單個(gè)銀包金納米星共振瑞利散射性質(zhì)的癌胚抗原檢測(cè)研究[D]. 孫湘.東南大學(xué) 2016
[7]基于多光譜成像技術(shù)快速檢測(cè)注水肉及冷凍肉的品質(zhì)安全[D]. 劉錦霞.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[8]山西省9種養(yǎng)殖魚中的藥物殘留調(diào)研分析[D]. 武大慶.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[9]表面增強(qiáng)拉曼基底的研制及應(yīng)用[D]. 楊盼.重慶師范大學(xué) 2014
[10]結(jié)晶紫和隱色結(jié)晶紫的檢驗(yàn)新方法研究[D]. 朱慧敏.南華大學(xué) 2013
本文編號(hào):3274068
【文章來源】:合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:141 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
利用平板印刷術(shù)制備SERS基底[113]
合肥工業(yè)大學(xué)博士研究生學(xué)位論文12圖1.2針尖增強(qiáng)拉曼散射原理Fig1.2PrincipleofneedletipenhancedRamanscattering1.4表面增強(qiáng)拉曼光譜在檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用表面增強(qiáng)拉曼光譜是一種非常有效的探測(cè)界面特性和分子間相互作用、表征表面分子吸附行為和分子結(jié)構(gòu)的工具,已成為靈敏度最高的研究界面效應(yīng)的技術(shù)之一[116];此外,由于其具有高精度、高靈敏度的分析特性,所以在檢測(cè)以及分析領(lǐng)域的研究與應(yīng)用也相當(dāng)廣。1.4.1表面增強(qiáng)拉曼光譜在藥物分析中的應(yīng)用表面增強(qiáng)拉曼光譜作為一種新興的分析方法,憑借其高精確度、高靈敏度、抗干擾性、無損檢測(cè)等特性,已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域,在藥物分析中的應(yīng)用尤為突出[117,118]。目前,隨著中藥市場(chǎng)的迅速壯大,在中成藥中非法添加微量西藥的現(xiàn)象也越來越普遍。傳統(tǒng)檢測(cè)方法樣品前處理復(fù)雜,耗時(shí)長,SERS的無損檢測(cè)、高靈敏度優(yōu)勢(shì)就凸顯了出來。SERS檢測(cè)對(duì)樣品純度要求低,樣品只需通過簡(jiǎn)單的前處理(如粉碎、清洗等),在合適的條件下與基底混合后就可直接進(jìn)行測(cè)定[119](如圖1.3所示)。利用SERS提供的藥物分子的指紋圖譜,可精確地篩選出中成藥中摻雜的其他非法添加成分。
第二章幾種表面增強(qiáng)拉曼基底的制備及研究13圖1.3表面增強(qiáng)拉曼光譜法在中藥成分摻雜中的應(yīng)用Fig1.3ApplicationofsurfaceenhancedRamanspectroscopyinthedopingoftraditionalChinesemedicinecomponents1.4.2表面增強(qiáng)拉曼光譜在環(huán)境檢測(cè)中的應(yīng)用我們的生活脫離不了環(huán)境,然而日益嚴(yán)重的環(huán)境問題卻時(shí)刻威脅著我們的生命健康。環(huán)境污染物因其高累積性、毒性、致癌性、致畸性、致突變等特性對(duì)人類造成了嚴(yán)重威脅[120,121]。SERS因其高靈敏度等的優(yōu)勢(shì)在環(huán)境污染物痕量檢測(cè)中發(fā)揮著著重要作用,目前利用SERS技術(shù)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的污染物已經(jīng)有上百種,按類別分,主要包括重金屬、多環(huán)芳烴、病原微生物、農(nóng)藥等。重金屬離子本身的拉曼光譜相當(dāng)弱,所以直接獲取重金屬離子的拉曼圖譜相對(duì)困難,因此常用的拉曼方法間接檢測(cè)重金屬離子,一般采用結(jié)合納米探針來制備微型傳感器的方法對(duì)重金屬離子進(jìn)行檢測(cè)。例如,TaekDongChung團(tuán)隊(duì)[122]在金核殼基質(zhì)表面組裝了一段富含T堿基的核酸探針,并在核酸末端修飾拉曼信號(hào)分子,利用T堿基與Hg2+的特異性結(jié)合作用,在Hg2+存在的條件下,核酸探針折疊成發(fā)夾結(jié)構(gòu),使拉曼信號(hào)探針貼近拉曼基底表面,實(shí)現(xiàn)拉曼信號(hào)的增強(qiáng),獲得了高靈敏度與選擇性的Hg2+表面增強(qiáng)拉曼檢測(cè)方法(如圖1.4.a)。鎘離子(Cd2+)也是環(huán)境水中常見的重金屬污染物,段宏偉課題組開發(fā)了一種利用膠體金作為基底檢測(cè)重金屬鎘離子的表面增強(qiáng)拉曼光譜法[123](圖1.4b),在膠體金表面首先標(biāo)記拉曼信號(hào)分子,再組裝作為穩(wěn)定劑的巰基化聚乙二醇和鎘離子螯合物。最后,在檢測(cè)Cd2+過程中,通過表面引發(fā)的原子自由基聚合連接到金納米粒子表面的鎘螯合物,導(dǎo)致金納米粒子聚集,納米粒子之間電磁場(chǎng)增強(qiáng),處在電磁場(chǎng)中的拉曼信號(hào)分子信號(hào)強(qiáng)度成倍增?
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]依賴解旋酶等溫核酸擴(kuò)增方法檢測(cè)副溶血性弧菌[J]. 韓靈芝,馬翠萍,牛淑妍. 青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(S1)
[2]食品中的化學(xué)性風(fēng)險(xiǎn)及預(yù)防措施[J]. 袁華平,徐剛,王海,江偉. 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào). 2018(14)
[3]表面增強(qiáng)拉曼光譜在藥物分析中的應(yīng)用[J]. 田三萍,蔣屏,陳傳品. 科技風(fēng). 2018(20)
[4]表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)在毒品檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 盧樹華,王照明,田方. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2018(03)
[5]轉(zhuǎn)基因食品輿情現(xiàn)狀分析及新型科普模式的探究[J]. 田蘭芳,郭明璋,許文濤,黃昆侖. 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[6]氣質(zhì)聯(lián)用和液質(zhì)聯(lián)用中基質(zhì)效應(yīng)的分析和總結(jié)[J]. 徐炎炎,李森,張芹,石利利,王濟(jì)奎,宋寧慧. 農(nóng)藥. 2017(03)
[7]轉(zhuǎn)基因食品分析檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 姜薇. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2017(03)
[8]食品檢測(cè)中氣相色譜-質(zhì)譜法的有效運(yùn)用分析[J]. 房英杰,顏顯輝,于軍強(qiáng). 食品安全導(dǎo)刊. 2016(30)
[9]免疫學(xué)方法在食源性副溶血性弧菌檢測(cè)中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 謝雪欽,劉舟. 食品科學(xué). 2017(13)
[10]轉(zhuǎn)基因成分分析檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 蔡軍,李慧,胡夢(mèng)龍,傅洋,汪磊,王璐. 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào). 2016(02)
博士論文
[1]金屬納米粒子的光學(xué)性質(zhì)及過渡金屬表面增強(qiáng)拉曼散射的電磁場(chǎng)機(jī)理研究[D]. 楊志林.廈門大學(xué) 2006
碩士論文
[1]轉(zhuǎn)基因食品分子生物學(xué)檢測(cè)方法的建立及應(yīng)用[D]. 常志遠(yuǎn).長春理工大學(xué) 2019
[2]新型核殼結(jié)構(gòu)納米材料的設(shè)計(jì)合成及其SERS光譜研究[D]. 魏志超.遼寧大學(xué) 2017
[3]基于表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)對(duì)人體體液中毒品的快速檢測(cè)[D]. 孟娟.安徽大學(xué) 2017
[4]基于微孔板的化學(xué)發(fā)光法檢測(cè)孔雀石綠和結(jié)晶紫的研究[D]. 楊靈珊.廣東工業(yè)大學(xué) 2016
[5]拉曼光譜在食品藥品快速檢測(cè)中的應(yīng)用研究[D]. 范青峰.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[6]基于單個(gè)銀包金納米星共振瑞利散射性質(zhì)的癌胚抗原檢測(cè)研究[D]. 孫湘.東南大學(xué) 2016
[7]基于多光譜成像技術(shù)快速檢測(cè)注水肉及冷凍肉的品質(zhì)安全[D]. 劉錦霞.合肥工業(yè)大學(xué) 2016
[8]山西省9種養(yǎng)殖魚中的藥物殘留調(diào)研分析[D]. 武大慶.山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[9]表面增強(qiáng)拉曼基底的研制及應(yīng)用[D]. 楊盼.重慶師范大學(xué) 2014
[10]結(jié)晶紫和隱色結(jié)晶紫的檢驗(yàn)新方法研究[D]. 朱慧敏.南華大學(xué) 2013
本文編號(hào):3274068
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