表面增强拉曼光谱技术在食品安全检测中的最新研究进展

食品种类繁多,食品中存在的污染物问题也越来越复杂。因此,探究快速、灵敏、简单地检测食品中痕量污染物的检测技术对保障食品安全具有重要的意义,也是食品安全中非常重要的一环。近几十年来,表面增强拉曼散射(surface-enhanced Raman scattering, SERS)检测技术凭借其检测快速、无损、灵敏度高等优点,已成为食品安全检测的可靠工具。目前缺乏近几年关于SERS检测技术最新研究进展的概述。因此,本文简要综述了SERS的增强机制、增强底物及其检测技术;总结了近3年来关于表面增强拉曼光谱在食品安全检测方面的实际应用。为了更好地将SERS检测技术应用于今后食品安全的常规检测中,应研发更加低成本的技术,更简单的操作方法,开发新的SERS增强底物,将SERS检测与其他检测方法更好的结合。     

表面增强拉曼光谱法检测农药残留的研究进展

表面增强拉曼光谱技术(SERS)作为一种高灵敏度的指纹光谱技术, 在农药残留检测方面越来越受到关注。本文介绍了表面增强原理, 从表面增强基底、农药的特征拉曼位移、农药残留表面增强拉曼光谱定性判别和定量分析四个方面综述了农药残留SERS检测研究进展, 展望了SERS在农药残留检测方面的应用前景。     

表面增强拉曼光谱应用于肉制品中食源性致病菌快速检测的研究进展

肉制品安全一直是食品安全中备受关注的一部分,而食源性致病菌是全球公共卫生和人类健康的一大威胁因素,因此肉制品中食源性致病菌的检测是肉品行业和食品安全检测领域的热点问题。考虑到肉制品作为一种快消品,其中食源性致病菌快速检测技术的研发刻不容缓。表面增强拉曼光谱（surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS）因其优异的检测特性,被许多学者应用于食品安全快速检测领域。本文简要综述SERS技术及其在肉制品食源性致病菌快速检测中的应用,并对其在食品快速检测领域的应用前景作出展望。     

基于氧化石墨烯的表面增强拉曼光谱技术在食品污染物检测中的应用

表面增强拉曼光谱(surface enhanced Raman spectroscopy, SERS)通过吸附表面的目标分子来增强拉曼散射,能够以高灵敏度、高特异性和高选择性检测目标分子,已成为快速检测食品污染物的一种常见技术。SERS技术的发展很大程度上依赖于SERS基底的构建与发展,常用的SERS基底材料主要为贵金属(Au、Ag和Cu),并且氧化石墨烯(graphene oxide, GO)也是一种具有拉曼活性的探针分子,可通过与贵金属的协同作用来增强表面增强拉曼光谱的信号,此外GO材料本身的自清洁性、稳定性和优越的分子吸附特性等,使得基于GO的SERS生物传感器的开发成为研究的热点。本文系统地介绍了GO SERS基底材料,综述了其在多种农药、霉菌毒素和非法添加剂等食品污染物检测中的研究应用,并对其应用进行总结和前景展望。本文旨在为研究人员提供更多GO SERS传感器的相关知识和应用前景。     

表面增强拉曼光谱技术在食品安全检测领域中的应用

表面增强拉曼光谱(SERS)分析技术是基于拉曼散射现象,通过将被测物质吸附在SERS衬底表面增强其“指纹”信息,以实现痕量检测,具有前处理简单、灵敏度高、操作简单、可实现现场实时无损检测等优点,在食品安全快速检测领域备受关注。文章介绍了各类SERS衬底的特点和局限性,总结了近年来SERS分析技术在食品安全检测领域的研究进展,讨论了其商业应用所面临的挑战,并对其未来发展进行了展望。     

表面增强拉曼光谱在食源性致病菌检测中的应用研究进展

食源性致病菌引起的食品安全是影响公共卫生和人类健康的重要因素,因此如何高效、便捷地检测食品中的致病菌是食品行业关注的焦点。表面增强拉曼光谱（surface enhanced Raman spectroscopy,SERS）可直接或间接识别致病菌的“指纹”信息,在食源性致病菌检测中的应用前景广阔。该文总结SERS的发展、增强机制、基底类别及其在食源性致病菌检测中的应用,在提出其局限性的同时对未来发展趋势进行展望。     

表面增强拉曼光谱快速鉴别无乳链球菌的研究

研究了表面增强拉曼光谱(SERS)快速鉴别以无乳链球菌为代表的链球菌属食源性致病菌的方法.通过柠檬酸三钠还原法制备金溶胶,与链球菌属混合,收集其SERS信号.首先确定了无乳链球菌的活化、预培养的组合方式和菌落预处理方式;然后比对了链球菌属和其他常见革兰氏阳性菌的SERS图谱,并应用聚类分析(HCA)和主成分分析(PCA)有效地将链球菌属区分出来,同时也可区分不同的链球菌;并且人工接种无乳链球菌到市售的全脂灭菌乳中,可在接种6h后检测到其SERS特征峰,有效提高了检测速度,为快速鉴别食品中链球菌提供了基础数据.     

表面增强拉曼光谱在茶叶质量安全检测和品质分析中的应用

拉曼光谱特别是表面增强拉曼光谱(surface enhanced Raman scattering, SERS)是一种基于光的非弹性散射的光谱技术,具有实时、快速等特点,是一种很好的检测茶叶质量安全和品质分析的方法。本文介绍了拉曼光谱及SERS技术在茶叶农药残留、重金属和真菌毒素等质量安全检测方面的应用,以及在茶叶理化成分检测和茶叶种类分析等茶叶品质分析上的研究进展。     

表面增强拉曼光谱在食品污染物快速检测中的应用

随着科技的发展,食品的种类越来越丰富,随之而来的问题是食品中引入的污染物也越来越复杂,这使得食品安全成为当今全球关注的一个重要话题,快速有效地检测食品中污染物已然成为食品检测的热点。表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy, SERS)由于其极高的灵敏度、快速检测、指纹图谱解释能力,以及高达单分子级别的检测水平,逐渐成为检测食品中污染物的常用方法。本文针对SERS基底的发展现状,如特殊形态金属纳米颗粒和固相SERS平台,以及SERS在农兽药,掺假,天然毒素以及食源性病原体等污染物中的检测方法进行了论述,以期为表面增强拉曼光谱未来在食品污染物快速检测中的应用提供参考。     

表面增强拉曼光谱技术在快速检测保健食品中非法添加药物中的应用

表面增强拉曼光谱(surface-enhanced Raman spectroscopy,SERS)技术作为一种新型的快速检测技术正在被广泛应用于保健食品非法添加化学药物的检测中。通过设计不同的SERS基底,可以搭建出集样品前处理、上机分析、匹配定性的一体化拉曼光谱检测系统。与传统的检测方式相比,SERS技术具有无损、快速、图谱指纹特性强等优点,在保健食品非法添加化学药物的快速检测中具有巨大潜力。本文主要综述了SERS的技术原理、SERS基底分类以及SERS技术在保健食品中非法添加化学药物检测中的应用,并对SERS技术在保健食品中非法添加化学药物检测方面的应用前景进行了展望,以期为保健食品中未知违禁物的识别提供理论支撑。     

Establishment of rapid detection method of methamidophos in vegetables by surface enhanced Raman spectroscopy

Methamidophos (MAP) is a highly efficient and broad-spectrum organophosphate pesticide. In this study, a rapid method for detecting MAP in vegetables using surface enhanced Raman scattering (SERS) spectroscopy has been established. Density functional theory calculations were performed with Gaussian 03 at RB3LYP level and with the 6-311G (d) basis set. SERS, normal and theoretical Raman spectroscopy were compared to investigate the mechanism of Raman scattering enhancement. The SERS signal of MAP was improved in alkaline conditions with optimum scattering efficiency at pH of 13.46. Furthermore, MAP detection in vegetables by SERS method had a good linear relationship between 0.01 and 1,000?μg/mL. The concentration of MAP in vegetables was detected and chosen for recovery test with three levels: 4, 8, and 15?μg/mL. The results of three level tests were 86.7–96.6?% and their relative standard deviations were between 1.2 and 2.5?%, which shows the good repeatability of this method.     

表面增强拉曼光谱在食品添加剂和违法添加物检测中的应用

表面增强拉曼光谱技术作为一种新兴的分析检测技术,在食品快速检测行业具有广阔的应用前景。文章简述了表面增强拉曼光谱技术在食品添加剂及违法添加物快速检测中的最新研究状况,并展开讨论,以期为表面增强拉曼光谱技术在食品检测领域提供参考。     

基于癸硫醇修饰的银纳米点阵列的苯并(a)芘检测

利用阳极氧化铝模板法制备大面积高度有序的可调控的银纳米点阵列,并在其表面组装一层癸硫醇单分子层用于水中苯并(a)芘(benzo(a)pyrene,Ba P)的快速检测。首先,通过扫描电镜、紫外-可见透过光谱、罗丹明6G探针分子对不同扩孔时间制备的银纳米点阵列进行表征,结果表明扩孔时间为80 min制备的基底拉曼增强效果最好,增强因子可达1.6×10~6。然后,在此基底表面修饰一层癸硫醇分子,利用癸硫醇与BaP之间的疏水相互作用可以实现BaP的预富集,进而实现BaP的高灵敏度、稳定的检测。研究表明:利用此基底检测Ba P的检测限可达1.0 ng/mL,特征峰处的相对标准偏差为9.7%,满足高稳定性表面增强拉曼光谱基底的标准。该方法在BaP快速检测方面具有极大的潜力。     

表面增强拉曼光谱法在果蔬农药残留检测中的应用

农药的使用对果蔬产业的提升起到了重要作用,但不合理的施用必然会对环境及果蔬产品造成污染,因此必须加强检测和管控工作。相较于质谱法,表面增强拉曼光谱检测法可以通过将痕量的农残分子吸附于基底表面达到增强拉曼散射信号的效果,因其具有快速、无损、易操作等优点,被视为一款新型的农药残留快速检测技术。本文针对果蔬农残检测领域,综述了表面增强拉曼光谱在基底制备、样品前处理、农药残留定性判别和定量分析方面的国内外研究进展。总结了贵金属纳米材料的形状、尺寸、组成对拉曼信号稳定性和灵敏度的影响,重点介绍了柔性基底材料、光谱数据模型构建的最新研究进展,同时展望了表面增强拉曼光谱农残检测技术的发展方向和应用前景。     

Fabrication of SERS‐Active Substrates using Silver Nanofilm‐Coated Porous Anodic Aluminum Oxide for Detection of Antibiotics

We have developed a silver nanofilm‐coated porous anodic aluminum oxide (AAO) as a surface‐enhanced Raman scattering (SERS)‐active substrate for the detection of trace level of chloramphenicol, a representative antibiotic in food systems. The ordered aluminum template generated during the synthesis of AAO serves as a patterned matrix on which a coated silver film replicates the patterned AAO matrix to form a 2‐dimensional ordered nanostructure. We used atomic force microscopy and scanning electron microscopy images to determine the morphology of this nanosubstrate, and characterized its localized surface plasmon resonance by ultraviolet‐visible reflection. We gauged the SERS effect of this nanosubstrate by confocal micro‐Raman spectroscopy (782‐nm laser), finding a satisfactory and consistent performance with enhancement factors of approximately 2 × 10⁴ and a limit of detection for chloramphenicol of 7.5 ppb. We applied principal component analysis to determine the limit of quantification for chloramphenicol of 10 ppb. Using electromagnetic field theory, we developed a detailed mathematical model to explain the mechanism of Raman signal enhancement of this nanosubstrate. With simple sample pretreatment and separation steps, this silver nanofilm‐coated AAO substrate could detect 50 ppb chloramphenicol in milk, indicating good potential as a reliable SERS‐active substrate for rapid detection of chemical contaminants in agricultural and food products.     

表面增强拉曼光谱快速检测食品添加剂的研究进展

近年来,食品添加剂安全问题引起了社会各界的广泛关注。而现有的常用检测方法往往具有操作复杂、分析速度慢、成本高、损伤样品等缺点,这就要求我们发展更先进的食品添加剂快速检测方法。表面增强拉曼光谱技术是一种新兴的先进检测技术,它具有样品量少、操作简便、快速、可进行无损检测等优点,克服了常规拉曼光谱灵敏度低的缺点,提高了物质检测能力,在快速分析食品添加剂中有良好的应用前景。本文按照不同食品添加剂的类别:着色剂、防腐剂、抗氧化剂、甜味剂和其他,综述了表面增强拉曼光谱快速分析限用/违禁食品添加剂的研究进展,并对目前表面增强拉曼光谱技术在该领域存在的问题进行了分析,对其未来的发展趋势与发展前景进行了展望。     

表面增强拉曼光谱技术在真菌毒素检测中的应用研究进展

表面增强拉曼光谱（surface enhanced raman spectroscopy，SERS）是一种新型的快速检测技术，能通过增强基底灵敏探测化合物的分子指纹信息，从而清楚解析其特征化学结构，具有样本前处理简单、检测速度快、灵敏度高、光谱信息丰富、易操作等优点，在食源性真菌毒素的检测领域有很大的应用价值。本文介绍了表面增强拉曼光谱技术的发展历程、增强机理、基底的分类以及检测模式，综述了近5年在食品中真菌毒素快速检测方面的最新研究进展，并提出了亟待解决的问题和发展趋势，旨在为今后SERS技术的研究和开发提供帮助。     

Potential of SERS for rapid detection of melamine and cyanuric acid extracted from milk

Melamine, a nitrogen-rich chemical, was implicated in the pet and human food recalls in 2007 and in the global food safety scares in 2008 involving milk and other milk-derived products. In this study, we investigated the feasibility of using surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) coupled with SERS-active gold substrates for rapid detection of trace amounts of melamine and its analogue (that is, cyanuric acid) in liquid milk. Raman signals of tested samples were significantly enhanced by SERS. The identification limit for SERS using gold substrate can reach 2 ppm of melamine in liquid milk. Partial least squares (PLS) models were established for the quantification of melamine in liquid milk by SERS: R = 0.90, RMSEP = 1.48 × 10⁻⁵. Our results demonstrate that rapid detection of melamine in milk can be achieved by SERS; while detection of cyanuric acid in milk remains a challenging task due to rapid enol-keto tautomerism of cyanuric acid. The SERS method is faster and simpler than other traditional methods, and requires minimum sample preparation. These results demonstrate that SERS could be used to detect food contaminants such as melamine in foods and food ingredients quickly and accurately.