檢測(cè)牛奶中雜質(zhì)的表面增強(qiáng)拉曼光譜基底研究進(jìn)展

陳 霜，李 丹，于海燕，陳 臣，陳 彬，田懷香

（上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué)香料香精技術(shù)與工程學(xué)院，上海 201418）

發(fā)展中國(guó)家的人們生活水平的提高以及他們對(duì)健康的追求導(dǎo)致了全球牛奶消費(fèi)量的快速增長(zhǎng)，與此同時(shí)，牛奶的質(zhì)量和安全也越來(lái)越受到消費(fèi)者和生產(chǎn)者的關(guān)注。在生鮮乳諸多安全質(zhì)量問(wèn)題中，摻假對(duì)消費(fèi)者的身心健康有巨大傷害，對(duì)行業(yè)發(fā)展的影響最為惡劣。總地來(lái)說(shuō)生鮮乳中常見(jiàn)的摻假物質(zhì)包括三聚氰胺、尿素和雙氰胺等，這些物質(zhì)常被用來(lái)人為地提高牛奶加水稀釋后的含氮量；甲醛、過(guò)氧化氫、苯甲酸、重鉻酸和水楊酸等物質(zhì)被用來(lái)延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì)期[1?3]。此外，牛奶中化學(xué)殘留物質(zhì)還包括磺基吡啶、四環(huán)素、青霉素G 以及福美雙和雙酚A[4?7]等。

在過(guò)去的十年里，已經(jīng)提出了多種分析方法，用于快速篩查或選擇性地確定牛奶的質(zhì)量。液相色譜、氣相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用用于高選擇性的測(cè)定[8]，近紅外、中紅外、紫外-可見(jiàn)光譜和同步熒光光譜法在內(nèi)的光譜技術(shù)也已被用于檢測(cè)牛奶的質(zhì)量，這些方法所涉及的樣品前處理較復(fù)雜、成本高、耗時(shí)長(zhǎng)，無(wú)法滿足現(xiàn)場(chǎng)樣品高通量的快速篩查要求[8?9]。

Fleischmann、Van Duyne 和Creighton 三個(gè)研究組在十九世紀(jì)七十年代中后期率先發(fā)現(xiàn)吡啶分子吸附在粗糙的銀電極表面時(shí)，可以使拉曼散射光譜的強(qiáng)度得到很大地增強(qiáng)，他們確認(rèn)了粗糙金屬表面上出現(xiàn)的拉曼信號(hào)明顯增強(qiáng)的現(xiàn)象，并不是因?yàn)樵黾恿宋椒肿拥牧慷鹪鰪?qiáng)的，而是由于拉曼散射效率本身的極大提高，現(xiàn)在稱之為表面增強(qiáng)拉曼光譜(Surface Enhanced Raman Spectroscopy)效應(yīng)，簡(jiǎn)稱SERS[10?12]。SERS 技術(shù)在檢測(cè)過(guò)程中只需將制備好的基底材料與待測(cè)樣品混合進(jìn)行拉曼信號(hào)采集，因其不需要長(zhǎng)時(shí)間的樣品預(yù)處理、可實(shí)現(xiàn)快速痕量無(wú)損檢測(cè)、不受樣品中水的干擾以及設(shè)備便攜等優(yōu)點(diǎn)而成為一種新型的快速檢測(cè)技術(shù)[13]。在web of science中以“SERS”和“milk”為關(guān)鍵詞檢索，2010～2019 年SERS 技術(shù)應(yīng)用于牛奶檢測(cè)的出版物數(shù)量呈快速增長(zhǎng)趨勢(shì)（如圖1 所示），這表明了SERS 技術(shù)在全球乳制品檢測(cè)中的重要性。因此，本文對(duì)納米SERS 基底進(jìn)行了全面的綜述，為SERS 技術(shù)在牛奶快速檢測(cè)領(lǐng)域的研究提供參考。

圖1 近十年SERS 應(yīng)用于牛奶檢測(cè)的出版物數(shù)量Fig.1 Number of publications on SERS detection of milk in the past decades

1 抗菌劑殘留的檢測(cè)基底

粘菌素和青霉素是兩種高效抗菌劑，被廣泛用于預(yù)防和治療奶牛乳房炎，這些抗生素會(huì)少量殘留于患病奶牛所生產(chǎn)的牛奶中，并通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體，可導(dǎo)致嚴(yán)重的過(guò)敏反應(yīng)和細(xì)菌耐藥性。因此，監(jiān)控牛奶中殘留的抗生素，對(duì)保障食品安全具有重要意義。SERS 技術(shù)能否高效地檢測(cè)出低含量的抗菌劑殘留，關(guān)鍵是制備出優(yōu)異的SERS 活性基底，既要有很高的靈敏度，又要有良好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。

閆磊等[14]建立了一種檢測(cè)牛奶中的粘菌素的競(jìng)爭(zhēng)性免疫分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)由5,5-二硫雙-2-硝基苯甲酸(DTNB)標(biāo)記的AuNPs 與抗粘菌素單克隆抗體(mAb)結(jié)合成SERS 探針，當(dāng)樣本中粘菌素濃度越高時(shí)，越少的捕獲抗原會(huì)與SERS 納米探針結(jié)合，SERS 信號(hào)從而降低。該體系的檢出限為0.10 μg/mL，回收率為88.1%～112.7%。因此，這種基于SERS的競(jìng)爭(zhēng)性免疫傳感系統(tǒng)在牛奶中粘菌素的快速監(jiān)測(cè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。

Chen 等[15]實(shí)現(xiàn)了以Ag NPs 為基底材料，對(duì)實(shí)際牛奶樣品中的青霉素G 殘留的檢測(cè)，檢出限為2.54×10?9mol/L(相當(dāng)于0.85 μg/kg)，低于歐盟標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定可檢出的最大濃度(4 μg/kg)。該方法有望在食品安全領(lǐng)域?yàn)閯?dòng)物源食品中β-內(nèi)酰胺類抗生素殘留的檢測(cè)提供參考。李海閩等[16]以銀溶膠為SERS 活性基底，建立了牛奶中阿莫西林含量的SERS 檢測(cè)方法。在最佳檢測(cè)條件下，阿莫西林標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度與1055 cm?1處拉曼特征峰的SERS 信號(hào)強(qiáng)度在1～1000 μg/mL 范圍內(nèi)有良好的線性關(guān)系，方法的檢出限可達(dá)到1 μg/mL，回收率為84.51%～93.62%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD）為5.16%。

Moreno 等[17]用多壁碳納米管(MWCNTs)包裹金納米粒子(AuNPs)制備了MWCNTs-AuNPs 基底，實(shí)現(xiàn)了牛奶樣品中磺基吡啶的定性和定量，LOQ為8.8 ng/ mL，增強(qiáng)因子為4394 倍。提出的基底制備簡(jiǎn)單、可重復(fù)使用，樣品不需要任何預(yù)濃縮步驟，只需一臺(tái)便攜式拉曼光譜儀即可，但這種基底不能廣泛用于其他物質(zhì)的檢測(cè)而有一定的局限性。Li 等[18]報(bào)道了一種以磁鐵礦膠體納米晶簇-聚甲基丙烯酸(MCNCs-PMAA)的磁性納米球(MNs)與適配體結(jié)合作為捕捉探針，以Au/PATP/SiO2(APS)與核酸適配體cDNA 結(jié)合為信號(hào)探針的SERS 傳感器，實(shí)現(xiàn)了牛奶中四環(huán)素的快速檢測(cè)。該適配傳感器具有良好的檢測(cè)性能，LOD 為0.001 ng/mL，靈敏度高，對(duì)一般共存干擾具有良好的選擇性（表1）。

表1 檢測(cè)牛奶中殘留化學(xué)物質(zhì)的SERS 基底Table 1 SERS substrates for detection of residual chemicals in milk

紙質(zhì)SERS 基底的制備為拉曼光譜在食品安全領(lǐng)域的快速檢測(cè)提供了新的解決方案，紙質(zhì)增強(qiáng)基底拉曼光譜法可成功實(shí)現(xiàn)牛奶中的抗生素、微生物的檢測(cè)。Marques 等[19]采用一步熱蒸發(fā)在紙基材料上鍍一層AgNPs 做SERS 增強(qiáng)基底，檢測(cè)時(shí)將兩微升摻有四環(huán)素的牛奶滴在這個(gè)納米等離子體平臺(tái)上并干燥，檢測(cè)限低至0.1 ppm。研究表明，這種紙基平臺(tái)非常穩(wěn)定，保質(zhì)期可達(dá)幾個(gè)月，可一步定性和定量牛奶中的四環(huán)素，而不需要任何樣品的預(yù)處理，是潛在的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)四環(huán)素和其他抗生素殘留的有效工具。

上海師范大學(xué)資源化學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室[20]采用兩步法制備了可重復(fù)的三維ZnO/Ag@Au 襯底（如圖2 所示），建立了一種靈敏度高的檢測(cè)抗生素的方法。靶樣品與ZnO/Ag@Au 復(fù)合材料巨大的表面積之間的強(qiáng)相互作用促進(jìn)電荷轉(zhuǎn)移，從而產(chǎn)生了良好的化學(xué)增強(qiáng)效應(yīng)，該方法用于牛奶中抗生素磺基吡啶的測(cè)定，檢出限可達(dá)1×10?9mol/L。

圖2 三維復(fù)合材料ZnO/Ag@Au 制備原理及其在牛奶中磺基吡啶的測(cè)定Fig.2 Schematic diagram for the fabrication of 3D hornlike ZnO/Ag@Au composite materials and their SERS application of determination of sulfapyridine in milk

2 三聚氰胺的檢測(cè)基底

三聚氰胺是一種價(jià)格低廉、含氮量高的水溶性化合物，在化學(xué)工業(yè)中廣泛用于合成三聚氰胺樹(shù)脂。然而，三聚氰胺有時(shí)被非法添加到乳制品中冒充蛋白質(zhì)含量。雖然三聚氰胺本身毒性很低，但攝入超過(guò)安全限量的三聚氰胺會(huì)導(dǎo)致急性腎功能衰竭、膀胱癌，甚至死亡。

2.1 金屬溶膠基底

金屬溶膠基底是一種制備簡(jiǎn)單、增強(qiáng)效果明顯且應(yīng)用比較廣泛的SERS 基底。馮彥婷等[21]以金屬鈦板作為SERS 襯底材料，采用50 nm 銀納米顆粒作為基底，通過(guò)便攜式拉曼光譜儀采集樣品的SERS信號(hào)。在質(zhì)量濃度0.2～10 mg/L的范圍內(nèi)，SERS 強(qiáng)度隨著牛奶中三聚氰胺濃度的增大而增強(qiáng)，線性相關(guān)系數(shù)R2=0.998，檢測(cè)限為0.08 mg/L。Kaleem 等[22]報(bào)道了用納米金球包埋整體偶聯(lián)物（GNS@GEMS）快速檢測(cè)牛奶中微量三聚氰胺的方法（如圖3 所示），檢測(cè)限為0.11 mg/L，定量限為0.38 mg/L，檢測(cè)三聚氰胺的時(shí)間為10 min。Xu 等[23]利用銀離子導(dǎo)體RbAg4I5薄膜，在外加電流強(qiáng)度分別為1 μA 和7 μA的條件下，采用真空熱蒸發(fā)法制備了高表面粗糙度銀納米片作為SERS 底物，將其用于液態(tài)奶中三聚氰胺的檢測(cè)。在任何情況下只需醋酸預(yù)處理即可檢測(cè)出液態(tài)奶中三聚氰胺，最低檢測(cè)濃度為10?9mol/L。

圖3 納米金球包埋整體偶聯(lián)物（GNS@GEMS）的制備圖Fig.3 Preparation of nano-gold spheres embedded integral conjugate (GNS@GEMS)

2.2 三維基底

三維SERS 襯底具有良好的SERS 性能，是當(dāng)前 SERS 基底研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。三維結(jié)構(gòu)具有特殊光學(xué)性質(zhì)和大的比表面積。特殊的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)有利于分子吸附，此外還促進(jìn)了有效光散射的次數(shù)。在肖海波等[24]的研究中，利用包覆Au NPs的納米纖維素（NFC）實(shí)現(xiàn)了三維柔性SERS 基底的簡(jiǎn)易合成。將合成的SERS 底物用于液態(tài)奶中三聚氰胺的檢測(cè)，能夠定量測(cè)定牛奶中的三聚氰胺，并獲得了滿意的檢測(cè)限（1 ppm）和回收率，檢測(cè)過(guò)程可在15 min內(nèi)完成。NFC/AuNP 底物具有較好的均勻性，可以用于食品安全的SERS 分析，但仍需要進(jìn)一步研究不同類型的材料性能，提高基底和SERS 方法的靈敏度。Li 等[25]采用一種簡(jiǎn)單、低成本的方法制備了三維AgNPs@MoS2/聚甲基丙烯酸甲酯錐形等離子體結(jié)構(gòu)SERS 基底。該襯底的EF 達(dá)到了5.89×109，檢出限為10?6mol/L。Zhao 等[26]也制備了一種MoS2/AuNPs-AgNPs/PMMA 三維錐體基底（如圖4 所示），用于檢測(cè)液態(tài)奶中的三聚氰胺分子，檢出限可達(dá)10?9mol/L。他們制備的底物具有良好的痕量分子檢測(cè)能力，為進(jìn)一步的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，顯示了其在原位檢測(cè)方面的巨大潛力。

圖4 合成MoS2/AuNPs-AgNPs/P-PMMA SERS 襯底的工藝示意圖Fig.4 Schematic illustration of the process for the synthesis of flexible MoS2/AuNPs-AgNPs/P-PMMA SERS substrates

李俊梅等[27]研究了在MoS2膜上原位合成AuNPs-AgNPs 納米顆粒，制備了一種基于異質(zhì)交叉分布的金屬結(jié)構(gòu)與MoS2雜化的三維金字塔SERS活性襯底。用AuNPs-AgNPs/MoS2/P-Si 雜化SERS襯底檢測(cè)液態(tài)奶中三聚氰胺的LOD 值為10?11mol/L，該襯底具有良好的均勻性和重現(xiàn)性，展現(xiàn)了最佳的表面增強(qiáng)拉曼散射性能。研究結(jié)果證實(shí)，基于雙金屬核殼納米顆粒的SERS 襯底具有快速、同時(shí)檢測(cè)牛奶等復(fù)雜食品基質(zhì)中其他有害化學(xué)物質(zhì)殘留的潛力。

除了金屬的SERS 增強(qiáng)效應(yīng)明顯外，半導(dǎo)體材料在增強(qiáng)SERS 信號(hào)方面也很有應(yīng)用價(jià)值[28?30]。Lu 等[31]以不銹鋼纖維為固相載體，用水熱法在其表面合成ZnO 納米棒，再通過(guò)離子濺射將 Au NPs 修飾到ZnO 納米棒上，形成 Au-ZnO 納米棒復(fù)合基底，增強(qiáng)因子為5.3×105。西安交通大學(xué)的Huang 等[32]報(bào)道了一種獨(dú)特的基于AgNPs 修飾的ZnO/Si 異質(zhì)結(jié)構(gòu)納米陣列的SERS 檢測(cè)三維納米結(jié)構(gòu)。將所制備的底物用于羅丹明6G(R6G)的檢測(cè)，檢測(cè)下限為10?16mol/L，增強(qiáng)因子高達(dá)8.7×107，三聚氰胺的檢測(cè)限低于10?9mol/L。在Wang 等[33]的研究中，采用多步連續(xù)沉積法將夾有3 nm SiO2層的三維的AuNPs 組裝到TiO2Ns 上，由于形成了超細(xì)等離子體帶隙和半導(dǎo)體/金屬界面，從而形成了大量的熱點(diǎn)，三聚氰胺的檢出限為0.9 mg/L（表2）。

表2 檢測(cè)牛奶中三聚氰胺的SERS 基底Table 2 Conventional SERS substrates for detection of melamine in milk

這些研究表明基于半導(dǎo)體材料ZnO、Si、TiO2和重金屬的三維納米基底SERS 方法的靈敏度高、檢測(cè)能力強(qiáng)，在食品安全和生物醫(yī)學(xué)分析中具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.3 柔性基底

近年來(lái)，由于大多數(shù)SERS 基底制備工藝非常復(fù)雜，基片本身缺乏靈活性、生態(tài)友好性和經(jīng)濟(jì)性[38?39]，使SERS的發(fā)展受到了限制。因此，開(kāi)發(fā)可以克服上述缺點(diǎn)的新型SERS 基底在食品安全和環(huán)境應(yīng)用中的分析檢測(cè)已經(jīng)十分必要[40?41]。

SERS 基底的性能取決于SERS 活性襯底的材料和納米結(jié)構(gòu)的選擇，與硅片和金屬膜等光滑的表面載體相比，紙張中的天然褶皺和纖維結(jié)構(gòu)有利于金屬納米顆粒的均勻分布和SERS 熱點(diǎn)的形成[42?43]。最近，基于纖維素的紙質(zhì)襯底因其獨(dú)特的一系列優(yōu)點(diǎn)(例如，100%可回收、柔性和低成本)而被開(kāi)發(fā)用于多種光譜檢測(cè)。紙質(zhì)增強(qiáng)基底可應(yīng)用于牛奶基質(zhì)中痕量三聚氰胺的分析，Mekonnen 等[44]將Ag@SiO2納米立方體負(fù)載到小型化濾紙上，建立了一種簡(jiǎn)單、廉價(jià)、靈敏的紙雜化等離子體SERS 基底，檢測(cè)限0.17 mg/L。與剛性襯底相比，這種改進(jìn)的顆粒間距和均勻性使得SERS 活性更高、更可靠，并且能夠以較低的成本和較短的時(shí)間檢測(cè)牛奶中的三聚氰胺。

濾紙的親水性促進(jìn)了金屬納米材料的均勻分布，同時(shí)也可能使樣品溶液容易吸收到紙中并隨機(jī)擴(kuò)散到大片區(qū)域[41,45]，導(dǎo)致紙基基底的SERS 信號(hào)變?nèi)?，靈敏度和重現(xiàn)性變差。于是，研究者們受自然界中的荷葉的啟發(fā)，開(kāi)發(fā)出了超疏水表面基底[46?47]，并將其成功地應(yīng)用于SERS 技術(shù)中。Wu 等[48]以涂蠟的硅片作為疏水表面，使水相中AuNPs 與目標(biāo)分析物的混合體（AuNPs-Analyte）聚集和濃縮。干燥后，在基底上的AuNPs-Analyte 層上滴鑄另一層AuNPs，從而引入更多的熱點(diǎn)進(jìn)一步增強(qiáng)拉曼信號(hào)，形成AuNPs-Analyte/AuNPs 雙層結(jié)構(gòu)。該傳感器對(duì)牛奶中三聚氰胺的檢測(cè)表現(xiàn)出較高的重現(xiàn)性、靈敏度和回收率，檢測(cè)限在亞納摩爾濃度水平，說(shuō)明該SERS傳感平臺(tái)在食品安全檢測(cè)具有良好的應(yīng)用前景。Han 等[49]先用十六烯基丁二酸酐對(duì)纖維素紙進(jìn)行改性，以生成能夠濃縮三聚氰胺(和其他疏水分析物)的疏水頂層，從而防止含水的樣品在紙張上擴(kuò)散。隨后將AgNPs 載入到疏水紙張上，以形成大規(guī)模的SERS 傳感陣列。將該陣列應(yīng)用于牛奶中三聚氰胺的檢測(cè)，檢出限為0.27 mg/L。Zhang 等[50]采用類似的方法，使AgNPs 吸附在NaCl 處理過(guò)的普通實(shí)驗(yàn)室濾紙上，再用疏水劑處理紙基表面，制備了一種接觸角接近150°的疏水性紙基SERS 基底（如圖5 所示）。首次實(shí)現(xiàn)了直接液滴SERS 檢測(cè)牛奶中的三聚氰胺，檢測(cè)限可達(dá)0.65 ppm。這兩種方法制備的基底都綜合了易于生產(chǎn)、重現(xiàn)性好和靈敏度高的優(yōu)點(diǎn)，是理想的表面增強(qiáng)拉曼光譜檢測(cè)基底。

圖5 疏水性紙基SERS 平臺(tái)制作與分析過(guò)程示意圖Fig.5 Schematic illustration of the fabrication and analysis process for hydrophobic paper-based SERS platform

目前SERS 襯底的制備方法(如電化學(xué)粗糙電極、基于光刻的微細(xì)加工襯底、膠體自組裝等)往往復(fù)雜且耗時(shí)。印刷、噴霧等方法是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模有序功能圖案或陣列的高通量、簡(jiǎn)便性和高性價(jià)比的有力候選者。這是一種根據(jù)需要將制備好的等離子體納米墨水（如銀納米球、金納米球、金納米棒等）通過(guò)打印機(jī)、鋼筆、畫(huà)刷、噴霧瓶等手段將墨水噴在紙上或柔性襯底上的方法。Wu 等[51]通過(guò)在塑料PET(聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)基板上絲網(wǎng)印刷AgNPs 制備了低成本、高靈敏度性和可重復(fù)的SERS 基板。利用印刷后的銀基底作為SERS 平臺(tái)，無(wú)需預(yù)處理，即可在鮮奶中檢測(cè)出三聚氰胺，這將加速牛奶摻假快速在線檢測(cè)的應(yīng)用。他們的絲網(wǎng)印刷方法突出了大規(guī)模印刷的優(yōu)勢(shì)，用于制造功能明確的納米結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出SERS 傳感領(lǐng)域。Creedon 等[52]報(bào)道了一種透明SERS 襯底的制備，該襯底是用鋁片和玻璃載體做模板，在熱塑性聚偏氟乙烯聚合物表面制備納米結(jié)構(gòu)，得到柔性透明的聚合物基體，然后在其上沉積一層銀（30 nm）。該傳感器具有快速、定量和高靈敏度的特點(diǎn)，例如采用滴干法檢測(cè)牛奶中三聚氰胺，總分析時(shí)間小于10 min，實(shí)驗(yàn)測(cè)得檢出限為0.1 ppm。作者還將此方法與質(zhì)譜進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，其檢測(cè)限接近質(zhì)譜方法的檢測(cè)限，而又不用復(fù)雜的預(yù)處理過(guò)程，因此這些底物提供了現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)樣品的可能性。柔性基底快速檢測(cè)牛奶中三聚氰胺的應(yīng)用見(jiàn)（表3）。

表3 檢測(cè)牛奶中三聚氰胺的柔性SERS 基底Table 3 Novel flexible SERS substrates for detection of melamine in milk

然而，由于這些柔性SERS 基底的標(biāo)準(zhǔn)還沒(méi)有被系統(tǒng)的研究和報(bào)道，要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)仍然是困難和復(fù)雜的。只有基底的標(biāo)準(zhǔn)、重復(fù)性被很好的確認(rèn)，這些平臺(tái)才能從實(shí)驗(yàn)室發(fā)展到真正的產(chǎn)品。

3 其他物質(zhì)的檢測(cè)基底

雙金屬核殼納米顆粒(Au@AgNPs)是最近提出的拉曼增強(qiáng)基底之一，因?yàn)樗鼈兺瑫r(shí)具有AuNPs 和AgNPs的增強(qiáng)效果，并且制備簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高和光學(xué)性能優(yōu)異。Hussain 等[55]用120 μL 半胱胺鹽酸鹽(0.1 nM)成功地接枝了直徑為28 nm的金核、殼厚為5 nm的銀殼，制備了一種半胱胺功能化核殼納米顆粒(Au@Ag-CysNPs)。用所建立的方法檢測(cè)液態(tài)奶樣品中的硫氰酸鈉和苯甲酸防腐劑殘留，LOD 為0.03 mg/L 和 9.8 mg/L，LOQ 為 0.039 mg/L 和10.2 mg/L。作者在另一項(xiàng)研究中還制備了金核直徑為28 nm，銀殼厚度為8 nm的 Au@AgNPs 納米顆粒，同時(shí)快速檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)溶液和液態(tài)奶樣品中的福美雙（殺蟲(chóng)劑）和雙氰胺，LOD 分別為0.21 ppm 和14.88 ppm，LOQ 分別為0.24 ppm 和15.1 ppm。調(diào)節(jié)pH，然后離心是這兩項(xiàng)研究中唯一的樣品預(yù)處理步驟[28]。宋移歡等[56]以納米膠體金為SERS 基底建立牛乳中樂(lè)果、西維因、甲拌磷、倍硫磷4 種農(nóng)藥殘留的快速檢測(cè)方法，單個(gè)樣品在5 min 內(nèi)即可完成檢測(cè)，4 種農(nóng)藥在0.1～10 μg/m L的質(zhì)量濃度范圍內(nèi)，與相應(yīng)的特征峰強(qiáng)度呈良好的線性關(guān)系，樣品加標(biāo)平均回收率為72.7%～108.1%，相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差為1.0%～13.3%。方法簡(jiǎn)便快速、準(zhǔn)確度好、結(jié)果可靠,適用于牛乳樣品中農(nóng)藥殘留的初步篩查和鑒定。

Ilhan 等[57]建立了一種基于SERS的大腸桿菌快速檢測(cè)和鑒定方法，即紙基側(cè)向流動(dòng)免疫分析（LFIA）系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從牛奶樣品中磁富集細(xì)菌與快速SERS 檢測(cè)的結(jié)合，LOD=0.52 cfu/mL，LOQ=1.57 cfu/mL。建立的方法可用于大腸桿菌的快速、可靠、靈敏和選擇性的檢測(cè)，總分析時(shí)間小于60 min，由于其在臨床診斷、食品工業(yè)或法醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用潛力，引起了廣泛關(guān)注。

4 結(jié)語(yǔ)

SERS 技術(shù)作為一種新興的快速檢測(cè)方法，因可以提供物質(zhì)的指紋圖譜和操作簡(jiǎn)單、對(duì)樣品檢測(cè)無(wú)損且不受水干擾、高靈敏度等優(yōu)點(diǎn)，在牛奶中雜質(zhì)的檢測(cè)中有著巨大的應(yīng)用潛力。所報(bào)道的SERS 基底在牛奶檢測(cè)的應(yīng)用中，所檢測(cè)的物質(zhì)以三聚氰胺、抗生素、農(nóng)藥為主，而甲醛、過(guò)氧化氫、重鉻酸和水楊酸等摻假物質(zhì)還未見(jiàn)報(bào)道，但這些物質(zhì)如果被添加到牛奶中也會(huì)對(duì)牛奶消費(fèi)者的健康帶來(lái)威脅，因此應(yīng)當(dāng)將SERS 技術(shù)的研究更加廣泛的引入牛奶中其他類型摻假物和有害物質(zhì)的檢測(cè)中。

從現(xiàn)有的文獻(xiàn)報(bào)道可知SERS 技術(shù)的研究現(xiàn)狀為：SERS 基底的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性比較差，利用SERS 技術(shù)進(jìn)行食品現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)的推廣較難大范圍進(jìn)行，目前研究比較多的SERS 基底材料是貴金屬或貴金屬和其它材料的復(fù)合物，這些材料成本較高，導(dǎo)致貴金屬基底的應(yīng)用受到一些局限；柔性紙基和疏水性SERS 基底是表面增強(qiáng)拉曼光譜研究的一個(gè)新熱點(diǎn)，但這種基底的研究還處于實(shí)驗(yàn)室階段，并且較常規(guī)基底所實(shí)現(xiàn)的檢測(cè)限來(lái)說(shuō)新型基底的檢測(cè)限高，因此新型基底需要突破檢測(cè)不靈敏度、難以實(shí)際應(yīng)用的問(wèn)題。綜上所述，牛奶檢測(cè)的SERS 基底的研究趨勢(shì)主要有三個(gè)方面：首先是對(duì)SERS 基底材料成本較高問(wèn)題，可開(kāi)發(fā)更多的磁性、半導(dǎo)體材料的增強(qiáng)基底，將新型材料制備的基底推廣到更多物質(zhì)的快速檢測(cè)中；其次是針對(duì)SERS 基底穩(wěn)定性差的問(wèn)題，可開(kāi)發(fā)一種具有穩(wěn)定基質(zhì)（如聚合物、介孔二氧化硅、過(guò)渡金屬材料）的材料以保護(hù)納米顆粒的活性，提高基底的穩(wěn)定性；最后，對(duì)于紙基和疏水性SERS 基底靈敏度低的問(wèn)題，研究者們可將紙基SERS 基底中所用到的材料紙進(jìn)行改性或用高分子材料代替；相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，SERS 技術(shù)一定能實(shí)現(xiàn)高效、便捷、靈敏地檢測(cè)待測(cè)樣品。