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食品食物科学:江苏大学蔡健荣教化:表表加强拉曼光谱法同时检测果汁中的啶虫脒和福美双

2024-07-31 00:26:34
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  果蔬正在成长经过中容易受到细菌、真菌和害虫的加害,变造品格低落,经济价格下降。于是,对病虫害有优异防治结果的农药被普通行使到果蔬临盆经过中。啶虫脒是一种新型的烟碱类杀虫剂,拥有广谱杀螨活性,通俗用来防治苹果、柑橘等果树上的蚜虫,然而啶虫脒拥有神经毒性、致癌性和肝肾毒性。福美双常用于果蔬临盆经过中,含有二硫代氨基甲酸酯基团,重要用作防霉剂、杀菌剂,然而毒理学实习声明福美双拥有细胞毒性和致畸性。正在本质临盆经过中食品,农业临盆者为了取得更大的经济收益,通俗利用多种农药对病害、虫害举办防治,有时乃至会加大用量和多次喷洒,而农药的半衰期各不相仿,导致农作物上通俗残留多种农药。表貌巩固拉曼光谱(SERS)技巧是一种欺骗金或银纳米颗粒造成的纳米间隙行为热门区域,明显巩固拉曼信号的剖判技巧,比拟于其他检测手法,SERS技巧拥有操作单纯、火速、超灵巧、本钱低等利益,被普通行使于食物安笑检测、生物医学剖判等稠密范围。

  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,采取苹果汁为代表果汁样本,通过人工增加两种农药轨范溶液,然后对苹果汁举办单纯的离心措置,欺骗SERS技巧同时检测苹果汁中啶虫脒和福美双羼杂农药残留,旨正在为SERS技巧正在多种农药火速同时检测中的行使供给可行性实习按照。

  图2A和图2B别离显示了Au-Ag ANPs的TEM图像和SEM图像,颗粒集体呈球状食品,色彩口角相间昭彰,有深有浅,单个纳米颗粒直径正在35~50 nm限造内。为了表征纳米颗粒集体的粒径漫衍状况,欺骗激光粒度仪获得了纳米颗粒集体的水动力学直径漫衍图(图2C),纳米颗粒的粒径正在20~140 nm波好处均有漫衍,但集平漫衍正在54 nm波好处安排。图2D为区别金银物质的量比的Au-Ag ANPs的紫表可见光吸光光谱,结果显示,跟着硝酸银增加量的推广,纳米颗粒的最大汲取峰从496 nm渐渐变为446 nm,讲明纳米颗粒中银元素比例的推广。图2E、F显示了通过HRTEM获得的Au-Ag ANPs(金银物质的量比2∶4)元素映照图谱,解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。以上结果解释Au-Ag ANPs凯旋合成。为了探究拥有最佳SERS巩固才干的Au-Ag ANPs,利用4-ATP(1×10-5 mol/L)行为SERS标签分子,依照区别金银物质的量比的Au-Ag ANPs对4-ATP的巩固才干,采取对4-ATP巩凝结果最好的Au-Ag ANPs行为后续实习最优的基底资料。图3A显示了区别金银物质的量比的Au-Ag ANPs对4-ATP巩固后的拉曼光谱图,388、1 075、1 588 cm-1处为4-ATP的拉曼特色峰,此中1 075 cm-1处的强度最大。于是,采取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能够创造,当金银物质的量比为2:4、2:5、2:6时,拉曼巩凝结果都斗劲好,然而图3B中的插图显示出正在室温避光生存要求下,当金银物质的量比为2:5、2:6时,胶体溶液爆发玄色重淀,讲明局部纳米颗粒爆发聚合爆发肉眼可见的重淀物,于是后续实习采取金银物质的量比为2:4的Au-Ag ANPs行为拉曼巩固基底资料。

  图4A显示了区别质地浓度的啶虫脒水溶液检测到的SERS图谱,跟着啶虫脒质地浓度的增大,正在437、631、825、1 105 cm -1 处的特色峰渐渐巩固;福美双的SERS图谱如图4B所示,重要存正在561、925、1 144、1 380、1 509 cm-1处的特色峰,特色峰的强度跟着福美双质地浓度的增大而变大。福美双和啶虫脒正在水溶液状况下拥有区另表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,拥有同时检测的或许性。表1展现了啶虫脒和福美双的特色峰的峰位归属剖判结果。

  啶虫脒和福美双羼杂农药的SERS图谱如图5所示,631 cm-1处的SERS峰为啶虫脒的最强特色峰,强度跟着啶虫脒质地浓度的推广而增大;福美双的最强特色峰(1 380 cm-1)强度跟着福美双质地浓度推广而增大。与简单农药因素比拟较,两种羼杂农药各自的特色峰正在水溶液状况下能够同时检测到,631、825 cm-1处是啶虫脒的特色峰,561、925、1 380、1 509 cm-1处是福美双的特色峰,以上特色峰正在羼杂农药状况下能够各自显示出稀少的峰,然而因为1 105(啶虫脒)、1 144 cm-1(福美双)的出峰职位斗劲贴近,峰宽相对较大,以是正在羼杂状况下涌现出复合峰的样式食品,如图5中绿色框线所标。因为啶虫脒和福美双的大无数特色峰并不会彼此作对和掩蔽,于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,与水溶液中羼杂农药的SERS图谱比拟,底本正在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 ,这种轻细的漂移或许是目的物 正在SERS巩固基底上的区别位姿所致。别的,730 cm-1 处显露了斗劲强的峰,这或许是苹果汁中的糖分作对导致的。对照图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,这或许是苹果汁中的基质因素作对导致的。由于有些基质因素会吸附正在SERS巩固基底表貌,使得啶虫脒和福美双与基底的纠合位点省略,同时也会推广目的物与基底的间隔,没有足够幼的间隙,导致SERS巩凝结果下降。虽然这样,啶虫脒和福美双的最强特色峰也会闪现,乃至正在苹果汁中能够同时侦察到0.5 mg/L质地浓度 的啶虫脒和0.05 mg/L的福美双。欺骗啶虫脒正在631 cm-1 处的SERS强度和福美双正在1 380 cm-1 处的SERS强度与其质地浓度各自修设轨范弧线所示,苹果汁中啶虫脒和福美双的校正弧线ln x+13 837.129 7,决心系数别离为0.979 9、0.998 5,拥有优异的干系性。啶虫脒和福美双的SERS特色峰与质地浓度的天然对数呈线性干系,而不是与质地浓度自身呈线性干系,这或许是受到了样品基质的作对。

  为了验证本探究修设的SERS免标帜同时火速检测啶虫脒和福美双检测手法的切实性和周密度,非常采用轨范增加的式样正在苹果汁中同时增加区别质地浓度的啶虫脒和福美双,同时与HPLC手法举办斗劲,结果如表2所示。SERS手法中,苹果汁中福美双和啶虫脒的均匀接受率别离为81.67%~101.25%和98.70%~119.36%,相对轨范偏向(RSD)限造别离正在2.72%~7.68%和5.44%~15.15%。接受率和周密度结果涌现优异,讲明该SERS手法合用于苹果汁中啶虫脒和福美双的同时检测。别的正在HPLC手法中,福美双和啶虫脒的均匀接受率别离为85.00%~94.95%和95.60%~114.86%,二者的RSD别离为1.60%~8.22%和3.52%~5.12%。用SPSS软件举办t检讨,P=0.216>0.05,结果无明显差别,解释SERS手法和HPLC手法结果一概性较好。从表2中也能够看出,与HPLC手法比拟较,SERS手法的RSD较高,这或许是因为纳米颗粒漫衍相对不服均,造成的纳米间隙区别导致拉曼信号爆发较幼差别,但总体能够知足检测需求。于是,所提出的SERS手法与HPLC手法比拟,SERS手法操作更单纯、火速、样品措置单纯,更适合现场检测。

  本探究选用金银合金纳米颗粒行为SERS基底,采取苹果汁行为代表果汁样本,通过对苹果汁样本举办单纯的超声和离心措置,欺骗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办同时检测,依照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地浓度修设线性闭连。向苹果汁中同时增加啶虫脒和福美双轨范溶液,接受率实习结果显示福美双和啶虫脒的均匀接受率为81.67%~119.36%,相对轨范偏向限造为2.72%~15.15%。此手法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》中划定的最大残留量央求,或许实行果汁中啶虫脒和福美双同时火速定量检测。正在他日,跟着便携式拉曼光谱仪功能的进步和拉曼巩凝结果资料的发扬,将拥有更高的太平性,此样品措置及检测单纯的手法希望实行多种农药残留的现场同时检测。

  本文《表貌巩固拉曼光谱法同时检测果汁中的啶虫脒和福美双 》出处于《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 即可查看作品干系新闻。

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