表面增強(qiáng)拉曼光譜在食品人工合成色素的現(xiàn)場(chǎng)快速篩查中的應(yīng)用

陳啟振,曾勇明,林惠真,陳宏炬,田中群,劉國(guó)坤

(1.廈門(mén)大學(xué) 環(huán)境與生態(tài)學(xué)院，近海海洋環(huán)境科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建廈門(mén)361102;2.廈門(mén)市普識(shí)納米科技有限公司,福建廈門(mén)361005;3.廈門(mén)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,福建廈門(mén)361005)

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表面增強(qiáng)拉曼光譜在食品人工合成色素的現(xiàn)場(chǎng)快速篩查中的應(yīng)用

陳啟振1,2,曾勇明1,2,林惠真3,陳宏炬3,田中群3,劉國(guó)坤1*

(1.廈門(mén)大學(xué) 環(huán)境與生態(tài)學(xué)院，近海海洋環(huán)境科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,福建廈門(mén)361102;2.廈門(mén)市普識(shí)納米科技有限公司,福建廈門(mén)361005;3.廈門(mén)大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,福建廈門(mén)361005)

已有研究表明食品加工過(guò)程中添加的人工合成色素不僅不能提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),而且可能是導(dǎo)致小兒多動(dòng)癥的來(lái)源之一,影響兒童智力發(fā)育．基于表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)原理和便攜式拉曼光譜儀,提出了一種非定向的現(xiàn)場(chǎng)快速篩查方法．該方法只需對(duì)疑似含有人工合成色素的固體或液體狀食品樣品進(jìn)行簡(jiǎn)單前處理,即可進(jìn)行SERS檢測(cè)．樣品前處理和檢測(cè)的總時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)15 min,檢出質(zhì)量濃度在1 mg/L水平,可有效滿足政府職能部門(mén)的現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法需求．除具有快速、方便、靈敏度高等特點(diǎn)之外,該檢測(cè)方法的最大優(yōu)勢(shì)在于實(shí)現(xiàn)了未知樣品的現(xiàn)場(chǎng)非定向測(cè)試:在同一種前處理過(guò)程和檢測(cè)方法下,可對(duì)食品中常添加的亮藍(lán)、胭脂紅、日落黃、檸檬黃、莧菜紅和誘惑紅6種人工合成色素進(jìn)行快速鑒定和半定量分析．

表面增強(qiáng)拉曼光譜;非定向;現(xiàn)場(chǎng);快速;高靈敏

食品加工過(guò)程中,添加適量的人工合成色素(非營(yíng)養(yǎng)成分)可以保持食品色澤鮮艷,促進(jìn)人們的食欲,提高食品的商品價(jià)值．雖然人工合成色素有別于蘇丹紅、美術(shù)綠等嚴(yán)禁添加的非食用強(qiáng)致癌性工業(yè)用色素,但是,它們大都是以煤焦油中的苯胺為原料合成的偶氮類化合物,食品中過(guò)量添加會(huì)導(dǎo)致食用人群慢性中毒并具有致癌作用,且可能是導(dǎo)致小兒多動(dòng)癥的來(lái)源之一,影響兒童智力發(fā)育．因此,世界范圍內(nèi)(中國(guó)、美國(guó)、日本等國(guó)家和歐洲地區(qū))對(duì)可食用人工合成色素的使用有著嚴(yán)格的限量(通常在mg/L級(jí)別)及可用范圍限定．

對(duì)于食品這類復(fù)雜體系中mg/L級(jí)痕量物質(zhì)的檢測(cè),實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)檢測(cè)流程是:1) 利用液液萃取、固相萃取、超臨界流體萃取或QuEChERS(quick,easy,cheap,effective,rugged,safe)等前處理方法有效消除基質(zhì)等非目標(biāo)物的干擾;2) 利用大型儀器設(shè)備對(duì)提取溶液進(jìn)行有效分析和鑒定．常用的色素檢測(cè)方法有高效液相色譜法(國(guó)家標(biāo)準(zhǔn))、超高效液相色譜法、高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用法、毛細(xì)管電泳法、熒光光度法和分光光度法等[1-11]．盡管上述方法準(zhǔn)確可靠,可作為執(zhí)法鑒定依據(jù),但是仍存在儀器昂貴、體積大、操作復(fù)雜或前處理過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力的缺點(diǎn),無(wú)法滿足政府職能部門(mén)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法的迫切需求．近年來(lái),市場(chǎng)上涌現(xiàn)了一些基于可見(jiàn)分光光度法或生物分子特異性識(shí)別的快速檢測(cè)方法,然而這些方法只能針對(duì)指定色素進(jìn)行定向檢測(cè),易受結(jié)構(gòu)類似物質(zhì)的干擾,而且基質(zhì)復(fù)雜的固體樣品的前處理過(guò)程復(fù)雜,難以進(jìn)行全面推廣．因此,有必要發(fā)展一種高靈敏、準(zhǔn)確可靠且簡(jiǎn)單的現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)儀器和方法,提高相關(guān)執(zhí)能部門(mén)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急能力．

具有分子指紋信息的拉曼光譜是分析和鑒定檢測(cè)物質(zhì)的最重要的光譜技術(shù)之一,但由于其檢測(cè)靈敏度低,難以用于痕量成分的鑒定．借助于納米結(jié)構(gòu)金屬基底的表面等離激元誘導(dǎo)的表面電磁場(chǎng)的增強(qiáng)效應(yīng),表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)可將待測(cè)目標(biāo)物的信號(hào)放大數(shù)百萬(wàn)倍[12-13]．SERS技術(shù)已成功用于人工合成色素等痕量目標(biāo)物的高靈敏檢測(cè),然而這些工作的重點(diǎn)集中在：1) SERS基底的增強(qiáng)性能優(yōu)化,僅對(duì)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)進(jìn)行痕量檢測(cè)以提高靈敏度,和實(shí)際體系存在顯著性差異;2) 雖然以實(shí)際樣品為檢測(cè)對(duì)象,但沿襲的是實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)前處理過(guò)程,并未根據(jù)SERS的指紋圖譜特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化,前處理復(fù)雜冗長(zhǎng)[14-16]．

對(duì)于基質(zhì)復(fù)雜的實(shí)際樣品,樣品前處理是分析方法的關(guān)鍵環(huán)節(jié),主要包括:樣品的制備,待測(cè)組分的提取、凈化、濃縮,待測(cè)組分轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓽y(cè)定的物質(zhì)等步驟．樣品前處理中待測(cè)組分的損失或其他組分的干擾將顯著影響檢測(cè)方法的準(zhǔn)確度、精密度、選擇性和靈敏度．檢測(cè)方法的分析速度往往取決于樣品前處理的復(fù)雜程度,對(duì)于色譜和質(zhì)譜等檢測(cè)方法,樣品前處理時(shí)間約占整個(gè)分析時(shí)間的2/3．相比于色譜和質(zhì)譜等方法,SERS的最大優(yōu)勢(shì)在于檢測(cè)速度快,儀器便攜且操作方便,但是在靈敏度和定量準(zhǔn)確度等指標(biāo)上偏弱．因此,欲將SERS真正應(yīng)用于食品安全領(lǐng)域,必須結(jié)合拉曼光譜的指紋圖譜特點(diǎn),發(fā)展高效、快速、簡(jiǎn)便和可靠的前處理技術(shù),將SERS技術(shù)發(fā)展成為一種現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)方法．

結(jié)合SERS技術(shù)和QuEChERS技術(shù),本文中提出了一種基于便攜式拉曼光譜儀的快速檢測(cè)方法,實(shí)現(xiàn)了食品中常添加的亮藍(lán)、胭脂紅、日落黃、檸檬黃、莧菜紅和誘惑紅6種人工合成色素的快速分析．該方法具有非定向、現(xiàn)場(chǎng)、快速、方便和高靈敏度等特點(diǎn)．

1　實(shí)驗(yàn)部分

1.1材料

氯金酸(HAuCl4)、檸檬酸鈉、聚酰胺粉(100～200目)、甲醇、甲酸、乙醇和氨水等實(shí)驗(yàn)中所用試劑皆為分析純(上海國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司),水溶液皆用超純水(Millipore)配置．

1.2SERS增強(qiáng)活性的金納米溶膠的制備

金納米粒子由廈門(mén)市普識(shí)納米科技有限公司提供,粒徑約為55 nm,利用經(jīng)典的檸檬酸鈉還原HAuCl4的方法合成[17]．制備過(guò)程如下:1.2 mL 1%(質(zhì)量分?jǐn)?shù))檸檬酸鈉迅速加入到含有1 mmol/L HAuCl4的100 mL沸水溶液中,并繼續(xù)劇烈攪拌40 min,得到粒徑在55 nm左右的紅色金納米溶膠．

1.3實(shí)際樣品的前處理和SERS檢測(cè)

樣品的前處理過(guò)程借鑒傳統(tǒng)的聚酰胺粉法,并結(jié)合SERS檢測(cè)的特點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化，形成高效的QuEChERS前處理方法．對(duì)于薯片等固體樣品,基本步驟如下:1) 取5 g樣品于50 mL離心管中,加入25 mL的乙醇-水溶液,超聲5 min;2) 將該溶液以6 000 r/min轉(zhuǎn)速離心,取上層清液;3) 于注射器中,取25 mL待測(cè)溶液與聚酰胺粉混合,反復(fù)抽取吸附多次后擠出廢液;4) 用注射器抽取5 mL水,反復(fù)震蕩10 s后擠出廢液,該步驟重復(fù)3次;5) 依次用甲醇-甲酸(體積比8∶2)溶液和乙醇重復(fù)步驟4);6) 吸取1 mL乙醇-氨水溶液,靜置1 min后擠出洗脫液待用．整個(gè)前處理過(guò)程不超過(guò)15 min．對(duì)于酒品和飲料等液體樣品,前處理便可略去步驟1)和2),直接進(jìn)行聚酰胺萃取步驟,處理時(shí)間可控制在10 min以內(nèi)．需指出,由于SERS的指紋圖譜特點(diǎn),部分液體樣品無(wú)需任何前處理便可直接進(jìn)行檢測(cè)．

SERS檢測(cè)步驟如下:取200 μL金納米溶膠,20 μL pers-A1增強(qiáng)助劑(廈門(mén)市普識(shí)納米科技公司提供)與20 μL洗脫液混合5 s后開(kāi)始測(cè)定拉曼光譜,譜圖采集時(shí)間為5～10 s．

1.4拉曼光譜分析

于B &W TEK公司的iRaman拉曼光譜儀上完成．該儀器的激光波長(zhǎng)為785 nm,功率為275 mW,10倍物鏡下達(dá)到樣品表面的激光光斑直徑約為80 μm．

2　結(jié)果與討論

2.1可行性分析

圖1為加標(biāo)不同質(zhì)量濃度檸檬黃的薯片樣品的SERS譜圖,前處理加上檢測(cè)的總時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)15 min．從圖中可以觀察到:未添加檸檬黃的薯片樣品(即空白樣品)的SERS譜圖中,在300～1 700 cm-1區(qū)間,除了位于878 cm-1的一個(gè)相對(duì)明顯的譜峰外,基本表現(xiàn)為無(wú)信號(hào)的背景曲線；加標(biāo)1 mg/L檸檬黃后,SERS譜圖上可清晰觀察到481,613,698,809,1 126,1 178,1 349和1 600 cm-1處的尖銳譜峰；隨著檸檬黃的加標(biāo)質(zhì)量濃度提高到5和10 mg/L時(shí),這些譜峰的拉曼強(qiáng)度迅速提高且趨于飽和．對(duì)照1 mg/L檸檬黃標(biāo)準(zhǔn)樣品及空白樣品的SERS譜圖,可以確認(rèn)這些譜峰皆來(lái)自于薯片樣品中添加的檸檬黃,主要是檸檬黃分子中苯環(huán)和吡唑環(huán)骨架的不同振動(dòng)模式的貢獻(xiàn)．盡管更明確的譜峰歸屬指認(rèn)有待于進(jìn)一步的理論計(jì)算模擬,但是圖中所展示的譜峰強(qiáng)度的濃度依賴性及與空白樣品的比對(duì)結(jié)果表明,本文中提出的方法實(shí)現(xiàn)了加標(biāo)樣品中檸檬黃的快速、定性和半定量檢測(cè)．

a.薯片空白樣品;b～d.檸檬黃加標(biāo)質(zhì)量濃度分別為1,5,10 mg/L;e.1 mg/L檸檬黃標(biāo)準(zhǔn)樣品.圖1　加標(biāo)不同質(zhì)量濃度檸檬黃的薯片樣品的SERS譜圖Fig.1SERS spectra of the chips samples with different spiked concentrations of lemon yellow

2.2前處理?xiàng)l件優(yōu)化

圖中的百分?jǐn)?shù)均為乙醇的體積分?jǐn)?shù).圖2　不同配比乙醇-水溶液提取(A)和不同配比乙醇-氨水溶液洗脫時(shí)(B)時(shí)，加標(biāo)1 mg/L檸檬黃的薯片樣品的SERS譜圖Fig.2SERS spectra of 1 mg/L lemon yellow spiked chips samples with different extract concentrations of alcohol aqueous solution(A), and with different eluent concentrations of alcohol ammonia solution (B)

為得到圖1所示信噪比良好的SERS譜圖,以加標(biāo)1 mg/L檸檬黃的薯片樣品為例,分別對(duì)固體樣品的提取溶劑(乙醇-水溶液)和洗脫溶劑(乙醇-氨水溶液)的配比進(jìn)行了優(yōu)化．圖2(A)為用不同配比乙醇-水溶液作為提取溶劑時(shí)得到的SERS譜圖，可以看出：使用純水提取固體食品中的人工合成色素時(shí),能夠獲得比較好的SERS檢測(cè)效果;提取溶劑中加入20%(體積分?jǐn)?shù),下同)乙醇后,SERS信號(hào)強(qiáng)度提高了3～4倍,表明乙醇的加入可以顯著提升提取溶劑對(duì)固體樣品中檸檬黃的提取效率；進(jìn)一步提高乙醇的體積分?jǐn)?shù)至純乙醇的過(guò)程中,提取效率反而有所下降,和純水的提取效率相當(dāng)．由此推測(cè):薯片樣品基質(zhì)中的其他雜質(zhì)可同時(shí)被乙醇提取,其提取效率隨乙醇體積分?jǐn)?shù)提高而提高;該雜質(zhì)和檸檬黃在金納米粒子表面產(chǎn)生競(jìng)爭(zhēng)共吸附行為,將影響檸檬黃的SERS信號(hào)強(qiáng)度．因此只有當(dāng)乙醇體積分?jǐn)?shù)合適時(shí),可獲得最佳的檸檬黃和雜質(zhì)濃度比,從而檢測(cè)到檸檬黃的最佳SERS信號(hào)強(qiáng)度．考慮到乙醇的加入能夠提高提取效率且其對(duì)人體和環(huán)境基本無(wú)危害性,最終選擇了20%的乙醇-水溶液作為固體樣品的提取溶劑．

圖2(B)為檸檬黃的SERS信號(hào)強(qiáng)度隨乙醇-氨水溶液中乙醇體積分?jǐn)?shù)的變化:表現(xiàn)為先增強(qiáng)后減弱的趨勢(shì)．隨著乙醇的體積分?jǐn)?shù)由0.25%提升到1.0%,SERS信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到最強(qiáng);但進(jìn)一步提升乙醇體積分?jǐn)?shù)到2.0%和5.0%時(shí),信號(hào)強(qiáng)度減弱至消失．這可能是由于乙醇體積分?jǐn)?shù)顯著影響檸檬黃在氨水中的溶解度,進(jìn)而影響氨水提取聚酰胺粉中檸檬黃的能力;也可能存在著圖2(A)所闡述的目標(biāo)物和雜質(zhì)提取效率的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系．因此,最終選擇1.0%的乙醇-氨水溶液作為洗脫溶劑．

與傳統(tǒng)聚酰胺粉萃取方法相比,提取溶劑和洗脫溶劑的配比都有明顯差異,本研究的前處理步驟更為簡(jiǎn)單且試劑用量顯著減?。@可能是由于傳統(tǒng)方法是基于待測(cè)目標(biāo)物的吸光度(包括液相色譜法和紫外-可見(jiàn)分光光度法)進(jìn)行定性定量分析,檢測(cè)器的能量分辨率弱于SERS技術(shù),所以對(duì)前處理的提純要求更高．

(A):a.薯片；b.火腿腸；c.蛋糕;d.果粒橙；e.烏龍茶.(B):a.胭脂紅；b.亮藍(lán);c.日落黃；d.檸檬黃;e.莧菜紅;f.誘惑紅.圖3　不同食品加標(biāo)1 mg/L檸檬黃后的SERS譜圖(A)和薯片加標(biāo)1 mg/L不同人工合成色素后的SERS譜圖(B)Fig.3SERS spectra of 1 mg/L lemon yellow spiked various food samples (A),and different artificial pigment (1 mg/L) spiked chips samples(B)

2.3方法的普適性

上述前處理?xiàng)l件的優(yōu)化是基于加標(biāo)1 mg/L檸檬黃的薯片樣品,為驗(yàn)證該前處理?xiàng)l件的普適性,分別對(duì)數(shù)十種固體和液體加標(biāo)樣品以及不同人工色素加標(biāo)樣品進(jìn)行檢測(cè)．

圖3(A)給出在烏龍茶、果粒橙、蛋糕、火腿腸和薯片等食品樣品中加標(biāo)1 mg/L檸檬黃所得到的SERS譜圖．盡管這些食品的基質(zhì)差異顯著:如烏龍茶含有高濃度的茶多酚和咖啡堿等,果粒橙含有胡蘿卜素等,蛋糕含有植物脂肪和蛋白等,火腿腸含有動(dòng)物脂肪和淀粉等,薯片則含有淀粉等；但從圖中可以看出,位于481,613,698,809,1 126,1 178,1 349和1 600 cm-1處的檸檬黃的特征拉曼譜峰清晰．這表明SERS方法能對(duì)這些基質(zhì)復(fù)雜且多樣的食品樣品中所含有的痕量檸檬黃進(jìn)行高靈敏的快速檢測(cè).基于拉曼光譜的指紋圖譜及SERS的特異性識(shí)別的特點(diǎn),優(yōu)化后的前處理方法在很大程度上消除了這些基質(zhì)的干擾,體現(xiàn)出來(lái)的差異僅僅是SERS譜峰的拉曼強(qiáng)度有所不同(最高值約為最低值的2～3倍)．該結(jié)果說(shuō)明,盡管所采用的前處理方法尚無(wú)法完全排除不同介質(zhì)中的基質(zhì)干擾,但是并不影響目標(biāo)物的高靈敏檢出．

圖3(B)分別為加標(biāo)1 mg/L的亮藍(lán)、胭脂紅、日落黃、檸檬黃、莧菜紅、誘惑紅的薯片樣品,經(jīng)前處理后所得洗脫液的SERS譜圖,這些譜圖分別和這6種人工合成色素標(biāo)準(zhǔn)樣的SERS譜圖(未展示)完全一致．盡管這6種色素(偶氮類)在化學(xué)結(jié)構(gòu)上存在共同之處(苯環(huán)、偶氮和磺酸根基團(tuán)等)使得部分SERS譜峰位置很近(如莧菜紅和誘惑紅),但是分子結(jié)構(gòu)的明顯區(qū)別導(dǎo)致SERS譜圖的差異顯著,如SERS譜峰位置存在明顯偏移,或譜峰的相對(duì)強(qiáng)度變化顯著．該結(jié)果說(shuō)明,使用同一種前處理和SERS檢測(cè)方法,成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)食品樣品中不同人工合成色素的1 mg/L水平的高靈敏檢測(cè)．在數(shù)十種不同類型的固體或液體食品樣品體系中,都獲得了一致的結(jié)果,意味著本文中提出的方法能夠?qū)崿F(xiàn)盲樣的非定向檢測(cè),即對(duì)于任意食品樣品,采用上述前處理和SERS檢測(cè)方法,可以實(shí)現(xiàn)人工合成色素的快速、高靈敏檢出．對(duì)食品中的人工合成色素的快速檢測(cè),現(xiàn)有基于紫外-可見(jiàn)分光光度法的快速檢測(cè)產(chǎn)品需要1～2 h的前處理過(guò)程,對(duì)于含脂肪和蛋白的食品樣品,前處理過(guò)程更為復(fù)雜;而且只能作為一種定向檢測(cè)手段,否則會(huì)發(fā)生誤判,這是因?yàn)檫@些色素吸收峰交疊嚴(yán)重,能量分辨率遠(yuǎn)弱于拉曼光譜．

綜上表明本方法能夠?qū)崿F(xiàn)非定向檢測(cè),但是在實(shí)際食品樣品中,往往會(huì)添加多種人工色素進(jìn)行調(diào)色,為了考察在添加多種人工色素的體系中本方法的適用性,圖4給出分別加標(biāo)10 mg/L莧菜紅、胭脂紅、誘惑紅和三者混合物的葡萄酒中經(jīng)前處理后的洗脫液的SERS譜圖(質(zhì)檢系統(tǒng)中,葡萄酒中的這幾類人工色素檢測(cè)常用于評(píng)估檢驗(yàn)員的色譜操作技能,加標(biāo)質(zhì)量濃度一般在幾十mg/L水平)．

a.葡萄酒空白樣品;b～d.分別添加10 mg/L的莧菜紅、胭脂紅、誘惑紅;e.添加了莧菜紅、胭脂紅和誘惑紅各10 mg/L.圖4　加標(biāo)單一或者混合人工合成色素(10 mg/L)的葡萄酒的SERS譜圖Fig.4SERS spectra of the graph wines samples spiked with different artificial pigments (10 mg/L)

由圖4可以觀察到:對(duì)于單一色素加標(biāo)樣品,根據(jù)SERS譜圖中譜峰位置和譜峰的相對(duì)強(qiáng)度,能夠輕易進(jìn)行區(qū)分是否添加色素及添加了何種色素;當(dāng)有3種色素共存時(shí),單純?nèi)庋鄯直骘@得有些困難,盡管仍能比較明確地指認(rèn)位于739,735和826 cm-1的譜峰分別來(lái)自莧菜紅、誘惑紅和胭脂紅,但是其他譜峰交疊嚴(yán)重,難以清晰分辨．一旦有4種以上的色素混合,將顯著提升肉眼觀察的難度,這時(shí)必須引入化學(xué)計(jì)量學(xué),綜合考慮譜峰的相對(duì)強(qiáng)度和譜峰的位置,進(jìn)行有效區(qū)分和指認(rèn)．盡管如此,相比于只含有天然色素的葡萄酒樣品,對(duì)于未知是否添加一種還是多種色素的偽劣葡萄酒樣品,SERS譜圖都能準(zhǔn)確表達(dá)并檢出．

3　結(jié)　論

針對(duì)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室方法操作復(fù)雜、費(fèi)時(shí)費(fèi)力，已有快速檢測(cè)方法準(zhǔn)確率低、假陽(yáng)性高等缺點(diǎn),本文中提出了一種基于SERS技術(shù)的非定向的現(xiàn)場(chǎng)快速篩查方法．該方法具有快速(總檢測(cè)時(shí)間不足15 min)、方便(可現(xiàn)場(chǎng)操作)、靈敏度高(檢出質(zhì)量濃度在1 mg/L水平且無(wú)假陽(yáng)性)以及非定向(同一種方案鑒定和區(qū)分不同食品不同人工合成色素)等特點(diǎn)．因此,本研究建立的方法可以作為一種高靈敏、無(wú)假陽(yáng)性的非定向的快速篩查手段,用于違禁添加人工合成色素的食品檢測(cè),可同時(shí)滿足執(zhí)能部門(mén)的現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法和實(shí)驗(yàn)室預(yù)檢需求．

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Developing On-site,Quick Screening Platform for Artificial Pigments in Food Using Surface-enhanced Raman Spectroscopy

CHEN Qizhen1,2,ZENG Yongming1,2,LIN Huizhen3,CHEN Hongju3,TIAN Zhongqun3,LIU Guokun1*

(1.State Key Laboratory of Marine Environmental Science,College of the Environment & Ecology, Xiamen University,Xiamen 361102,China;2.PERSer Nanotechnology Ltd.,Xiamen 361005,China; 3.College of Chemistry and Chemical Engineering,Xiamen University,Xiamen 361005,China)

As widely used additives in food processing,artificial pigments have no any nutrition but are potential sources of hyper-activity and affect the intellectual development of children.On the basis of surface-enhanced Raman spectroscopy (SERS) and portable Raman instrument,we developed a non-targeting,on-site and quick screening platform for artificial pigments in food matrix.SERS measurement could be carried out after the food matrix (either in solid or liquid states) being simply pretreated for 15 min.The detectable concentration is as low as 1 mg/L,a level meeting the demand of the on-site enforcement by the government.Besides the advantages of quick,easy-on-going,and high sensitivity,the most distinguished point of SERS is the non-targeting qualitative on-site detection for the typical pigment additives,including brilliant blue,carmine,sunset yellow,lemon yellow,amaranth and allura red,et al.,while both the pretreatment procedure and the SERS detection remain the same.

surface-enhanced Raman spectroscopy(SERS);non-targeting;on-site;quick;high sensitivity

10.6043/j.issn.0438-0479.201603102農(nóng)業(yè)生產(chǎn)專題

2016-03-29錄用日期：2016-07-12

國(guó)家自然科學(xué)基金(21473140)；福建省高校產(chǎn)學(xué)合作項(xiàng)目(2016Y4012)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)(2072016011)

guokunliu@xmu.edu.cn

陳啟振,曾勇明,林惠真，等.表面增強(qiáng)拉曼光譜在食品人工合成色素的現(xiàn)場(chǎng)快速篩查中的應(yīng)用[J].廈門(mén)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2016,55(5)：754-759.

CHEN Q Z,ZENG Y M,LIN H Z,et al．Developing on-site,quick screening platform for artificial pigments in food using surface-enhanced Raman spectroscopy[J].Journal of Xiamen University(Natural Science)，2016,55(5)：754-759．(in Chinese)

O 657.37

A

0438-0479(2016)05-0754-06