拉曼光譜在食品包裝和生物污染物快速檢測(cè)中的運(yùn)用

董振華，朱晗昀

（綠城農(nóng)科檢測(cè)技術(shù)有限公司，浙江杭州 310051）

食品包裝檢測(cè)工作非常重要，可有效控制包裝安全性。為此，需要合理運(yùn)用拉曼光譜技術(shù)，提升檢測(cè)效率，保障檢測(cè)過(guò)程的順利進(jìn)行。拉曼光譜檢測(cè)不會(huì)對(duì)檢測(cè)對(duì)象造成損壞，可對(duì)生物污染物進(jìn)行有效地檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果具有較高的精度，保障檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

1 拉曼光譜在食品包裝檢測(cè)中的主要技術(shù)

1.1 表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)

拉曼光譜具有較強(qiáng)的穿透性，采用表面增強(qiáng)方式使強(qiáng)度提升102～103倍，可提高拉曼光譜的檢測(cè)效率。受到粗糙金屬表面的影響，可使待測(cè)物的拉曼信號(hào)顯著增強(qiáng)，擴(kuò)大拉曼光譜的運(yùn)用領(lǐng)域，在食品包裝檢測(cè)中具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。在電磁效應(yīng)影響下，可進(jìn)一步增加拉曼光譜的強(qiáng)度，光譜性質(zhì)更加活躍，提升入射吸附作用，使拉曼光譜技術(shù)得到有效運(yùn)用。應(yīng)用拉曼光譜技術(shù)時(shí)，需要建立良好的基底條件，使拉曼光譜形成良好的表面，進(jìn)而保障拉曼光譜的強(qiáng)度。拉曼光譜基底的規(guī)格易于控制，能夠?qū)⒗庾V強(qiáng)度提升106～108倍，并且可以形成穩(wěn)定的控制結(jié)構(gòu)，拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)更易于實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)效率得到有效提升[1]。

1.2 共聚焦顯微拉曼光譜技術(shù)

共聚焦顯微拉曼光譜技術(shù)需要使用光學(xué)顯微鏡，對(duì)拉曼光譜進(jìn)行全面地分析，提高拉曼光譜的辨識(shí)效率。在實(shí)施該技術(shù)時(shí)，需要使用顯微鏡進(jìn)行聚焦，對(duì)目標(biāo)信息進(jìn)行獲取，確定拉曼光譜的具體影響，有效地識(shí)別拉曼光譜信息，使樣品能夠得到全面分析。在觀察樣品過(guò)程中，會(huì)受到外界信號(hào)的干擾，對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果造成一定的影響。通過(guò)共聚焦方式，可以有效地避開(kāi)干擾問(wèn)題，有效地抑制干擾信號(hào)形成，使樣品的結(jié)構(gòu)更易于觀察。為了進(jìn)一步提高拉曼光譜檢測(cè)的精度，全面獲取樣品信息，可以將同位素標(biāo)記法與該技術(shù)相結(jié)合，定向?qū)ι镂廴疚镞M(jìn)行觀察，確定元素的流動(dòng)方向，提高檢測(cè)效率。

1.3 拉曼光譜分析與化學(xué)計(jì)量學(xué)

拉曼光譜檢測(cè)工作完成后，需要對(duì)樣品成分進(jìn)行分析。拉曼光譜中包含信息較為復(fù)雜，將會(huì)為分析過(guò)程待帶來(lái)一定的難度，需要合理地選擇分析方法，提升拉曼光譜技術(shù)精度，使分析結(jié)果更加準(zhǔn)確。化學(xué)計(jì)量學(xué)是分析拉曼光譜的重要方法，需要將多種學(xué)科的知識(shí)應(yīng)用在其中，有效地辨識(shí)拉曼光譜，使光譜能夠具有明顯化地差異，保障拉曼圖譜分析方法的有效性。由此可見(jiàn)，化學(xué)計(jì)量學(xué)對(duì)拉曼光譜分析具有較大幫助，需要通過(guò)計(jì)算機(jī)合理地進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)拉曼光譜進(jìn)行運(yùn)算分析與光譜比對(duì)。通過(guò)這種方式，可以提高對(duì)樣品分析的控制水平，能夠定量對(duì)樣品進(jìn)行研究，增加分析結(jié)果的可靠性[2]。

1.4 拉曼光譜在食品安全中的應(yīng)用

拉曼光譜對(duì)于食品安全檢測(cè)具有突出作用，可以有效地保障食品的安全性，防止食品受到生物性污染。拉曼光譜在食品檢測(cè)中的主要應(yīng)用如下。①通過(guò)增強(qiáng)拉曼基底進(jìn)行檢測(cè)，并且結(jié)合同位示蹤的方式對(duì)污染物進(jìn)行確定，使樣品成分能夠得到準(zhǔn)確地分析，使樣品檢測(cè)具有良好的效率。例如，將碳沉積銅網(wǎng)作為基底，可對(duì)食品中的三聚氰胺成分進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)精度可以達(dá)到10-11mol/L，檢測(cè)結(jié)果具有較高的精度。②采用雙酚殘留法進(jìn)行快速檢測(cè)，可提高樣品成分的檢測(cè)效率，形成有效的拉曼信標(biāo)分子，使生物污染物能夠得到有效分析，可以起到較強(qiáng)的生物識(shí)別作用。③采用表面電荷方法對(duì)菌體進(jìn)行分析，使拉曼增強(qiáng)信號(hào)得到有效測(cè)量，使生物污染物得到有效識(shí)別。

2 拉曼光譜在生物污染物快速檢測(cè)中的運(yùn)用

2.1 生物污染物分析

生物污染物包括病菌、病毒等，對(duì)人體具有較大的危害，會(huì)增加人體患病的風(fēng)險(xiǎn)。生物污染物來(lái)源較廣，食品原料、加工和變質(zhì)等導(dǎo)致的生物污染物較多，需要嚴(yán)格對(duì)食物進(jìn)行檢測(cè)，降低生物污染物對(duì)人體的威脅，提高食品的安全性。生物污染物繁殖較快，一旦對(duì)食品造成污染，將會(huì)很難進(jìn)行清除，需要采取有效的應(yīng)對(duì)措施，并且做好食品監(jiān)測(cè)工作。通過(guò)拉曼光譜技術(shù)可以對(duì)生物污染物進(jìn)行快速檢測(cè)，可以對(duì)微生物進(jìn)行有效地識(shí)別，為食品的安全性提供重要保障。生物污染物分析需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)過(guò)程較為復(fù)雜，但卻具有較高的檢測(cè)效率，可以實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)過(guò)程[3]。

2.2 生物污染物檢測(cè)

生物污染物檢測(cè)需要有完善的檢測(cè)方法，并準(zhǔn)確分析檢測(cè)數(shù)據(jù)。生物污染物檢測(cè)需要用到透射電鏡、顯微共聚焦拉曼光譜儀等儀器，使生物污染物能夠得到定向檢測(cè)，使檢測(cè)結(jié)果更加地精準(zhǔn)。生物檢測(cè)過(guò)程中，重點(diǎn)主要是3 個(gè)方面。①需要做好銀納米顆粒的制備工作，需要在80 ℃的條件下進(jìn)行，通過(guò)AgNO3溶液、聚乙烯吡咯烷酮、NaBH4溶液完成制備過(guò)程，為生物污染的分析進(jìn)行充分準(zhǔn)備。②需要對(duì)銀納米顆粒進(jìn)行標(biāo)記，通常采用修飾標(biāo)記法，通過(guò)DNA 片段構(gòu)成Ag-Sh 鍵，可以起到良好的標(biāo)記作用。修飾穩(wěn)定后，加入拉曼信號(hào)標(biāo)志物溶液，有效地跟蹤銀納米顆粒，進(jìn)而對(duì)DNA 片段間接進(jìn)行標(biāo)記。③對(duì)銀納米顆粒進(jìn)行鈍化處理，需要由Mg(NO3)2溶液實(shí)現(xiàn)，可以起到較強(qiáng)的振蕩孵化效果。將其置于5 ℃環(huán)境下，時(shí)間為30 d 左右，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析[4]。

2.3 拉曼光譜結(jié)果分析方法

結(jié)果分析主要包含以下5 個(gè)方面。①表面特征分析。采用透射電鏡對(duì)銀納米顆粒觀察發(fā)現(xiàn)，顆粒呈現(xiàn)均勻分布狀態(tài)，符合樣品檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)，可以用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。②組裝表征分析。通過(guò)透射電鏡對(duì)DNA 修飾狀態(tài)進(jìn)行分析，確定樣本組裝結(jié)構(gòu)的完整性，樣品組裝結(jié)構(gòu)需要得到98%以上，這樣才能提高分析結(jié)果的精度，保障實(shí)驗(yàn)過(guò)程的有效性，使修飾結(jié)構(gòu)（Ag-Sh 鍵）具有良好的穩(wěn)定性。③傳感檢測(cè)可行性分析。對(duì)組裝后的銀納米顆粒進(jìn)行檢測(cè)，取5 mL 溶液，向其中逐漸加入黏蛋白溶液，若Ag-Sh 鍵未發(fā)生斷裂或斷裂數(shù)量小于1%，表明修飾結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。④納米銀顆粒濃度分析。通過(guò)顯微共聚焦拉曼光譜儀對(duì)納米銀顆粒濃度進(jìn)行測(cè)定，檢測(cè)過(guò)程采用拉曼光譜對(duì)比的方式，對(duì)檢測(cè)物質(zhì)的濃度進(jìn)行確定，可以對(duì)納米銀顆粒濃度進(jìn)行快速地分析，并且具有較高的準(zhǔn)確性，使檢測(cè)結(jié)果更加可靠。⑤通過(guò)納米銀顆粒的數(shù)量確定生物污染物的濃度，確定食品的生物污染狀況，得出準(zhǔn)確的樣品檢測(cè)結(jié)果?？梢詫?duì)生物污染物進(jìn)行檢測(cè)，為了保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，需要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行，并且合理地對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行使用[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

為了保障食品包裝的安全性，需要合理運(yùn)用拉曼光譜技術(shù)，使生物污染物能夠得到充分地檢測(cè)，可以防止食品受到污染，使食品包裝能夠放心地使用。因此，需要對(duì)拉曼光譜檢測(cè)方法進(jìn)行全面掌握，以實(shí)驗(yàn)法合理地進(jìn)行分析，提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性，進(jìn)而提高拉曼光譜的檢測(cè)質(zhì)量。