食品的供应是一个涉及生产、加工、保存和运 输等多步骤的过程，任何一个环节都可能被各种化合物或生物有机体污染,给人体健康带来不同程度的危害。对食品中污染物进行快速、灵敏的检测对保障食品安全显得尤为重要。目前我国食品安全检测所依赖的方法主要有高效液相色谱、气相色谱质谱联用、液相色谱质谱联用、毛细管电泳、酶联免疫吸附法、聚合酶链反应等,具有较高的灵敏度和准确度,但也存在着需要大型仪器样品前处理复杂等问题。

SERS技术具有灵敏度高、响应快、无损、低样品消耗等优点,已应用于多种食品污染物的检测。本文论述了该技术近5年在农药残留、生物毒素和食源性致病菌等食品污染物检测中的应用研究进展。

1、农药

农药污染导致我国的农产品安全问题日益突出,农药残留超标已成为影响人类健康的隐患之一, 从而引起了人们的高度重视。与GC,GC-MS和HPLC等需要大型仪器的常规检测方法相比,SERS 因其具有检测时间短、操作简单、信息丰富和样品所需量少等优点,已被应用于农药残留的快速检测并发挥着重要的作用。Zhou等利用海胆状金纳米粒子制备了高粘性 SERS柔性基底,具有不易老化和不易脱胶等优点,检测通过简单的“粘贴 - 剥离”法,对雪花梨表面福美双进行检测,线性范围1 × 10 - 10 ~1 × 10 - 4 mol / L,检测限(LOD)为92 pmol / L。同时,为了提高在复杂表面的采样效率,Wan等[在三维聚二甲基硅氧烷(PDMS)纳米颗粒阵列上通过沉积银纳米粒子(Ag NPs)制备了G-SERS 基底,PDMS 薄膜具有很强的粘附力和较大的接触 面积,几乎可以广泛接触任何表面,高密度的“触 手”结构可高效富集目标物,已成功用于检测苹果皮中福美双,LOD 为 1. 6 ng / cm 2 ,也实现了黄瓜表面福美双、甲基对硫磷和孔雀石绿多组分农药残留的分析。

2 生物毒素

基于核心卫星组件和核酸酶辅助双扩增策略, Huang等开发了一种高性能SERS传感器。 在 OTA存在的情况下,Exo-III可以高效地产生大量的DNA连接子,以组装成核心卫星 Au-NP 纳米结构,该结构可产生大量SERS“热点”,显著增强拉曼信号。该方法成功用于检测红葡萄酒中OTA含量, 线 性 范 围 为 0. 0025 ~ 250 pg / mL, LOD 为 0. 83 fg / mL,RSD 为 6. 1% ~8. 7% ,具有更高的灵敏度且特异性良好。同时,SERS 技术也常应用于检测食品中伏马菌毒素、蓖麻毒素和黄曲霉毒素等,在毒素的灵敏分析中具有良好的发展前景。

3 食源性致病菌

大肠杆菌(Escherichia coli)、金黄色葡萄球菌等食源性致病菌,通过污染水和食物引起人类的食源性疾病，是一种常见且危害严重的全球性公共卫生问题。SERS技术借助具有靶向性的贵金属 纳米探针,在提升细菌检测的灵敏度和分辨率方面 表现出良好性能。Zhou等 通过控制末端脱氧核苷酸转移酶催化的长单链 DNA( hn-DNA)的组成来精确调节Au@ Au 的纳米间隙,并以巯基修饰的短链DNA polyT10固定在Au@ Au纳米结构上。

将其作为SERS探针。与典型的SERS方法相比,其磷酸二酯键的连接,可以防止单独的拉曼分子从金属表面逸出,消除额外拉曼分子带来的空间竞争。所提出的基于 hn-DNA 的合成方法巧妙地克服了传统方法在合成核壳型等离子金属纳米结构过程中间隙不可调的问题。 该SERS技术检测 E. colio157: H7细胞的线性范围为 0 ~ 1 × 10 9 CFU/ mL,LOD 为 2 CFU/ mL。

SERS 技术具有分子信息丰富、灵敏度高、响应快、水干扰小、无创等优点,可实现痕量分子的超灵敏快速检测,已成功应用于检测农药残留、真菌毒素和食源性致病菌等食品污染物,逐渐成为食品安全监测领域的一种关键技术。

文章来源：中国知网

文章链接：表面增强拉曼光谱技术在食品检测中的应用研究进展

文字报道：洪岩

文章编辑：袁伟