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食品食物科学:江苏大学蔡健荣传授:表面加强拉曼光谱法同时检测果汁中的啶虫脒和福美双
果蔬正在成长历程中容易受到细菌、真菌和害虫的侵犯,变造品格消浸,经济价钱消浸。以是,对病虫害有杰出防治成绩的农药被广博利用到果蔬出产历程中。啶虫脒是一种新型的烟碱类杀虫剂,拥有广谱杀螨活性,平淡用来防治苹果、柑橘等果树上的蚜虫,然则啶虫脒拥有神经毒性、致癌性和肝肾毒性。福美双常用于果蔬出产历程中,含有二硫代氨基甲酸酯基团,紧要用作防霉剂、杀菌剂,然则毒理学尝试证据福美双拥有细胞毒性和致畸性。正在实质出产历程中,农业出产者为了获取更大的经济收益,平淡行使多种农药对病害、虫害举行防治,有时乃至会加大用量和多次喷洒,而农药的半衰期各不沟通,导致农作物上平淡残留多种农药。皮相加强拉曼光谱(SERS)工夫是一种运用金或银纳米颗粒造成的纳米间隙举动热门区域,明显加强拉曼信号的剖判工夫,比拟于其他检测形式,SERS工夫拥有操作简便、迅速、超敏锐、本钱低等甜头,被广博利用于食物平安检测、生物医学剖判等繁多范畴。 江苏大学食物与生物工程学院的马立鑫、吴玮和蔡健荣*等人 以Au-AgANPs为SERS基底,拔取苹果汁为代表果汁样本,通过人工增加两种农药准绳溶液,然后对苹果汁举行简便的离心照料,运用SERS工夫同时检测苹果汁中啶虫脒和福美双搀杂农药残留,旨正在为SERS工夫正在多种农药迅速同时检测中的利用供给可行性尝试凭据。 图2A和图2B离别显示了Au-Ag ANPs的TEM图像和SEM图像,颗粒集体呈球状食品,色彩曲直相间分明,有深有浅,单个纳米颗粒直径正在35~50 nm界限内。为了表征纳米颗粒集体的粒径分散境况,运用激光粒度仪获得了纳米颗粒集体的水动力学直径分散图(图2C),纳米颗粒的粒径正在20~140 nm波优点均有分散,但集平分散正在54 nm波优点掌握。图2D为分歧金银物质的量比的Au-Ag ANPs的紫表可见光吸光光谱食品,结果显示,跟着硝酸银增加量的扩展,纳米颗粒的最大汲取峰从496 nm渐渐变为446 nm,剖明纳米颗粒中银元素比例的扩展。图2E、F显示了通过HRTEM获得的Au-Ag ANPs(金银物质的量比2∶4)元素照射图谱,评释造备的纳米颗粒含有金元素和银元素,况且金元素物质的量/银元素物质的量比值为0.52。以上结果评释Au-Ag ANPs凯旋合成。为了探究拥有最佳SERS加强材干的Au-Ag ANPs,行使4-ATP(1×10-5 mol/L)举动SERS标签分子,依据分歧金银物质的量比的Au-Ag ANPs对4-ATP的加强材干,拔取对4-ATP加强成绩最好的Au-Ag ANPs举动后续尝试最优的基底原料。图3A显示了分歧金银物质的量比的Au-Ag ANPs对4-ATP加强后的拉曼光谱图,388、1 075、1 588 cm-1处为4-ATP的拉曼特性峰,此中1 075 cm-1处的强度最大。以是,拔取4-ATP正在1 075 cm-1处的最强 SERS峰的强度绘造柱状图(图3B)。从图3B能够挖掘,当金银物质的量比为2:4、2:5、2:6时,拉曼加强成绩都比力好,然则图3B中的插图显示出正在室温避光存储要求下,当金银物质的量比为2:5、2:6时,胶体溶液发生玄色浸淀,剖明个人纳米颗粒发作鸠集发生肉眼可见的浸淀物,以是后续尝试拔取金银物质的量比为2:4的Au-Ag ANPs举动拉曼加强基底原料。 图4A显示了分歧质料浓度的啶虫脒水溶液检测到的SERS图谱,跟着啶虫脒质料浓度的增大,正在437、631、825、1 105 cm -1 处的特性峰渐渐加强;福美双的SERS图谱如图4B所示,紧要存正在561、925、1 144、1 380、1 509 cm-1处的特性峰,特性峰的强度跟着福美双质料浓度的增大而变大。福美双和啶虫脒正在水溶液形态下拥有分歧的SERS峰,而且各自的最强峰(啶虫脒:631 cm-1;福美双:1 380 cm-1)间隔很远,拥有同时检测的也许性。表1涌现了啶虫脒和福美双的特性峰的峰位归属剖判结果。 啶虫脒和福美双搀杂农药的SERS图谱如图5所示食品,631 cm-1处的SERS峰为啶虫脒的最强特性峰,强度跟着啶虫脒质料浓度的扩展而增大;福美双的最强特性峰(1 380 cm-1)强度跟着福美双质料浓度扩展而增大。与简单农药因素比拟较,两种搀杂农药各自的特性峰正在水溶液形态下能够同时检测到,631、825 cm-1处是啶虫脒的特性峰,561、925、1 380、1 509 cm-1处是福美双的特性峰,以上特性峰正在搀杂农药形态下能够各自显示出稀少的峰,然则因为1 105(啶虫脒)、1 144 cm-1(福美双)的出峰地点比力靠拢,峰宽相对较大,是以正在搀杂形态下表示出复合峰的形状,如图5中绿色框线所标。因为啶虫脒和福美双的大大批特性峰并不会互联系扰和掩蔽,以是并不影响对啶虫脒和福美双的同时检测。 正在苹果汁中两种农药残留同时检测的SERS光谱结果如图6所示,与水溶液中搀杂农药的SERS图谱比拟,蓝本正在561 cm-1 处的峰偏移到了556 cm-1 ,925 cm-1 处的峰偏移到了918 cm-1 ,这种细幼的漂移也许是宗旨物 正在SERS加强基底上的分歧位姿所致。其它,730 cm-1 处显现了比力强的峰,这也许是苹果汁中的糖分骚扰导致的。比拟图5、6能够看出,苹果汁中福美双和啶虫脒的SERS信号强度均低于水溶液中的SERS强度,这也许是苹果汁中的基质因素骚扰导致的。由于有些基质因素会吸附正在SERS加强基底皮相,使得啶虫脒和福美双与基底的团结位点节减,同时也会扩展宗旨物与基底的隔绝,没有足够幼的间隙,导致SERS加强成绩消浸。假使云云,啶虫脒和福美双的最强特性峰也会展现,乃至正在苹果汁中能够同时观看到0.5 mg/L质料浓度 的啶虫脒和0.05 mg/L的福美双。运用啶虫脒正在631 cm-1 处的SERS强度和福美双正在1 380 cm-1 处的SERS强度与其质料浓度各自设置准绳弧线所示,苹果汁中啶虫脒和福美双的校正弧线ln x+13 837.129 7,定夺系数离别为0.979 9、0.998 5,拥有杰出的闭系性。啶虫脒和福美双的SERS特性峰与质料浓度的天然对数呈线性闭系,而不是与质料浓度自身呈线性闭系,这也许是受到了样品基质的骚扰。 为了验证本切磋设置的SERS免记号同时迅速检测啶虫脒和福美双检测形式的正确性和周详度,特别采用准绳增加的形式正在苹果汁中同时增加分歧质料浓度的啶虫脒和福美双,同时与HPLC形式举行比力,结果如表2所示。SERS形式中,苹果汁中福美双和啶虫脒的均匀接收率离别为81.67%~101.25%和98.70%~119.36%,相瞄准绳误差(RSD)界限离别正在2.72%~7.68%和5.44%~15.15%食品。接收率和周详度结果表示杰出,剖明该SERS形式实用于苹果汁中啶虫脒和福美双的同时检测。其它正在HPLC形式中,福美双和啶虫脒的均匀接收率离别为85.00%~94.95%和95.60%~114.86%,二者的RSD离别为1.60%~8.22%和3.52%~5.12%。用SPSS软件举行t考验,P=0.216>0.05,结果无明显分别,评释SERS形式和HPLC形式结果同等性较好。从表2中也能够看出,与HPLC形式比拟较,SERS形式的RSD较高,这也许是因为纳米颗粒分散相对不屈均,造成的纳米间隙分歧导致拉曼信号发生较幼分别,但总体能够餍足检测需求。以是,所提出的SERS形式与HPLC形式比拟,SERS形式操作更简便、迅速、样品照料简便,更适合现场检测。 本切磋选用金银合金纳米颗粒举动SERS基底,拔取苹果汁举动代表果汁样本,通过对苹果汁样本举行简便的超声和离心照料,运用便携式拉曼光谱仪对苹果汁中的啶虫脒和福美双农药残留举行同时检测,依据631 cm-1(啶虫脒)和1 380 cm-1(福美双)处的SERS强度与农药残留的质料浓度设置线性联系。向苹果汁中同时增加啶虫脒和福美双准绳溶液,接收率尝试结果显示福美双和啶虫脒的均匀接收率为81.67%~119.36%,相瞄准绳误差界限为2.72%~15.15%。此形式获得的啶虫脒和福美双的最低LOD均低于GB 2763—2021《食物中农药最大残留限量》中章程的最大残留量条件,也许杀青果汁中啶虫脒和福美双同时迅速定量检测。正在他日,跟着便携式拉曼光谱仪本能的降低和拉曼加强成绩原料的发达,将拥有更高的安稳性食品,此样品照料及检测简便的形式希望杀青多种农药残留的现场同时检测。 本文《皮相加强拉曼光谱法同时检测果汁中的啶虫脒和福美双 》原因于《食物科学》2024年45卷第2期283-289页,作家:马立鑫,吴玮,许骞,尹丽梅,韩恩,白竣文,蔡健荣。DOI:10.7506/spkx0407-065。点击下方 阅读原文 即可查看著作闭系音讯。 为了帮帮食物及生物学科科技职员驾御英文科技论文的撰写手段、降低SCI期刊收录的掷中率,归纳提拔我国食物及生物学科科技职员的高质料科技论文写作材干。《食物科学》编纂部拟定于2024年8月1—2日正在武汉举办“第11届食物与生物学科高水准SCI论文撰写与投稿手段研修班”食品,为期两天。 为降低我国食物养分与平安科技自决革新和食物科技物业支持材干,激动食物物业升级,帮力‘矫健中国’计谋,北京食物科学切磋院、中国食物杂志社将与湖北省食物科学工夫学会、华中农业大学、武汉轻工大学、湖北工业大学、中国农业科学院油料作物切磋所、中南民族大学、湖北省农业科学院农产物加工与核农工夫切磋所、湖北民族大学、江汉大学、湖北工程学院、果蔬加工与品格调控湖北省中心尝试室、武汉食物化妆品考验所、国度商场囚禁尝试室(食用油质料与平安)、境况食物学造就部中心尝试室合伙举办“第五届食物科学与人类矫健国际研讨会”。集会年华:2024年8月3—4日,集会所在:中国 湖北 武汉。