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
分类:科研在线 发布时间:2017-09-04 09:12:17
表面增强拉曼光谱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,在食源性真菌毒素的检测领域有很大的应用价值。

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  1928年印度物理学家 Raman 发现:当太阳光透过介质时,散射光的波长与入射光不同。这种现象被命名为拉曼散射。但自然状态下拉曼信号非常微弱,使用拉曼光谱难以对低浓度的待分析物进行准确识别,限制了拉曼光谱的实际应用。

  1977年Van Duyne和Creighton通过研究发现:粗糙电极上吸附的分子较光滑,电极上分子的拉曼信号强度最高可增强 106 倍,理论分析后认为这种增强与粗糙电极表面巨大的增强效应相关,这种效应对应的技术称为表面增强拉曼光谱技术(SERS)。

  目前拉曼光谱仪检测真菌毒素的方法得到了广泛的应用。SERS 技术具有灵敏度高、选择性强、可提供指纹图谱等优势,使其在真菌毒素检测方面具有极大的应用优势。具有表面增强拉曼效应的基底材料与被测物质接触产生的电磁场会增强被测物质的拉曼信号,实现样品的灵敏检测。因此,表面增强拉曼效应的强弱与基底材料的结构、形状、尺寸以及被测物质的结合方式有很大的关系。目前,增加SERS 基底材料的种类,增强其信号稳定性,提高检测的灵敏度和准确度,得到更低的检测限是研究的热点。


SERS 在真菌毒素检测中的应用

  赭曲霉毒素 A(OTA)是一类主要由曲霉属和青霉属真菌产生的次级代谢产物,具有强烈的肾毒性、致畸、致癌、致突变等作用。广泛分布于饲料及饲料原料中,被摄食后会累积在畜禽体内,主要危害动物体的肾脏、肝脏等。相对于传统的 OTA 检测方法,SERS 具有操作简单,经济低廉,灵敏度、准确度高等优点,在 OTA 检测领域中发挥重要作用。



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  核壳结构多用于形成具有纳米内隙的粒子,粒子中间具有超小的纳米内隙,可使拉曼增强效应显著提升,应用于传感检测时,检测方法的灵敏度会得到提升。在最佳条件下,OTA 的最低检测限为0.48 pg/mL。通过加标回收对葡萄酒和咖啡样品进行评估,得到了良好的回收率和准确度。

  SERS 技术可以超灵敏、快速、无创地提供生物分子固有的“指纹”信息,因此,该技术已成功用于高灵敏度和特异性检测真菌毒素。为食品工业过程监控,即时诊断及应对突发事件提供了新的途径,具有重要的应用价值。


SERS表面增强结论与展望

  目前 SERS 在真菌毒素检测应用中仍然存在问题:实际检测过程中,常常是多种真菌毒素共存,建立多种真菌毒素同时灵敏检测的传感体系具有很强的现实意义。在以后的研究中应积极探索合成可检测多种真菌毒素的拉曼活性材料,构建多传感检测体系,实现多种真菌毒素的同时准确、灵敏定量检测。


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