表面增強(qiáng)拉曼光譜法快速檢測(cè)調(diào)味品中的百草枯

張潔 談銘

摘 要：本研究應(yīng)用QuEChERS前處理方法結(jié)合表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)（Surface-Enhanced Raman Spectroscopy），建立了調(diào)味品中百草枯的快速檢測(cè)方法。樣品用去離子水提取，提取液用N-丙基乙二胺（PSA）、C18、石墨化碳（GCB）及無(wú)水硫酸鎂凈化，凈化液經(jīng)表面增強(qiáng)劑和匹配劑增強(qiáng)后再用拉曼光譜儀檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，加入表面增強(qiáng)劑和匹配劑后，百草枯拉曼譜圖在841cm-1、1192cm-1、1298cm-1、1646cm-1（±3 cm-1）處有明顯的拉曼特征峰;QuEChERS前處理能有效去除基質(zhì)干擾，對(duì)醬油、醋、辣醬、調(diào)和油及混合物中百草枯的檢出限為6mg/kg。該方法操作簡(jiǎn)便、高效、環(huán)保，不僅能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)百草枯的需求，還可用于重大活動(dòng)食品安全保障工作中百草枯的快速篩查。

關(guān)鍵詞：QuEChERS ?表面增強(qiáng)拉曼光譜 ?百草枯 ?快速

百草枯（Paraqua，PQ），化學(xué)名稱為1-1-二甲基-4-4-吡啶陽(yáng)離子鹽，是一種快速滅生性除草劑。百草枯對(duì)人體具有很強(qiáng)的毒性，且無(wú)特效解毒藥，口服中毒死亡率達(dá)90%以上——口服3g即可導(dǎo)致肝、腎等多器官衰竭，以及肺部不可逆纖維化和呼吸衰竭[1]。我國(guó)雖已禁止生產(chǎn)和銷售水劑百草枯，但百草枯中毒事件仍屢有發(fā)生，故百草枯是重大活動(dòng)食品安全保障工作中的重要檢測(cè)項(xiàng)目之一。

目前，百草枯的檢測(cè)方法主要有儀器分析法和免疫分析法[2]。儀器分析法包括高效液相色譜法、氣相色譜法、毛細(xì)管電泳法等[3-5]，雖然其具有較高的靈敏度，但是由于儀器昂貴、檢測(cè)成本高、測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，并不利于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)快速檢測(cè);免疫分析法則容易產(chǎn)生假陽(yáng)性和假陰性結(jié)果。因此，建立現(xiàn)場(chǎng)快速檢測(cè)各類食品及調(diào)味品中百草枯的方法十分必要。QuEChERS基于分散固相萃取法的原理，可有效減少樣本基質(zhì)的干擾，是以在農(nóng)藥殘留檢測(cè)中有著較廣的應(yīng)用[6-8]。表面增強(qiáng)拉曼散射（SERS）具有靈敏度高、受水干擾小及準(zhǔn)確性高等特點(diǎn)，故QuEChERS-表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)可應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)快速篩查。

當(dāng)前，由于QuEChERS-表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)在調(diào)味品中毒物檢測(cè)的應(yīng)用領(lǐng)域研究甚少。因此，本研究以醬油、醋、辣醬、調(diào)和油為研究對(duì)象，通過(guò)優(yōu)化QuEChERS前處理技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行提取及凈化，利用表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)對(duì)凈化液進(jìn)行快速測(cè)定，建立了表面增強(qiáng)拉曼技術(shù)快速檢測(cè)調(diào)味品中百草枯的方法。該方法操作簡(jiǎn)便、高效，能夠滿足重大活動(dòng)保障現(xiàn)場(chǎng)對(duì)百草枯快速篩查的要求。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

百草枯標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，Sigma-Aldrich公司;N-丙基乙二胺（PSA）、C18、石墨化碳（GCB），深圳逗點(diǎn)生物技術(shù)有限公司;無(wú)水硫酸鎂（分析純）、表面增強(qiáng)劑（SERS）、匹配劑，江蘇中朗宏泰科學(xué)儀器有限公司;所有化學(xué)試劑溶液均用Milli-Q超純水（Millipore Inc.，Bedford，USA）配制。醋，恒順;醬油，海天;辣醬，老干媽;調(diào)和油，多力;以上均為市售品。

1.2 儀器設(shè)備

ZPR-1201便攜式拉曼光譜儀，江蘇中朗宏泰科學(xué)儀器有限公司;TG16-WS高速離心機(jī)，湘儀離心機(jī)儀器有限公司;IKA漩渦振蕩器，德國(guó)IKA集團(tuán)。

1.3 實(shí)驗(yàn)條件

1.3.1 標(biāo)準(zhǔn)液的配制

準(zhǔn)確稱取百草枯標(biāo)準(zhǔn)品各10mg，用超純水溶解并定容至10mL，搖勻，配制成濃度為1.0mg/mL的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備液，置于4℃冰箱備用。

1.3.2 陽(yáng)性樣本的制備

稱取不含百草枯的醬油、醋、辣醬、調(diào)和油及上述調(diào)味品的混合樣各20g，各樣本分別添加40、80、120、160μL的百草枯1.0mg/mL標(biāo)準(zhǔn)液，渦旋混勻，得到添加水平為2、4、6、8mg/kg的陽(yáng)性樣本，置于4℃冰箱備用。

1.3.3 樣本前處理

取1mL（g）樣品置于50mL刻度離心管中，加入去離子水至50mL刻度線處，蓋上管蓋，充分混勻。取2mL提取液于裝有PSA、C18、GCB和無(wú)水硫酸鎂的凈化管中，劇烈振搖，于10000r/min離心2min，凈化液為待測(cè)液。

1.3.4 儀器條件

激發(fā)波長(zhǎng)：785nm;功率：500mw;掃描時(shí)間：1000ms。

1.3.5 樣本測(cè)定

在比色皿中依次加入表面增強(qiáng)劑1mL、待測(cè)液100μL、匹配劑100μL，搖勻后放入樣本槽中，按照“1.3.4”的儀器條件進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果分析

2.1 百草枯特征峰的確定

使用便攜式拉曼光譜儀分別對(duì)增強(qiáng)劑和匹配劑、未加增強(qiáng)劑和匹配劑的1mg/kg百草枯溶液及添加了SERS的1mg/kg的百草枯水溶液進(jìn)行測(cè)定。對(duì)比譜圖1可見(jiàn)，加入增強(qiáng)劑和匹配劑后，百草枯出現(xiàn)了明顯的拉曼特征峰，百草枯的特征拉曼峰為841cm-1、1192cm-1、1298cm-1和1646cm-1。其中，841cm-1和1646cm-1歸屬為C-N3伸縮振動(dòng)和C=N伸縮振動(dòng)，1192cm-1和1298cm-1歸屬為苯環(huán)骨架振動(dòng)和聯(lián)苯類CC橋鍵伸縮振動(dòng)。

2.2 QuEChERS條件優(yōu)化

因?yàn)榘俨菘菀兹苡谒赃x用去離子水為提取劑。考慮到調(diào)味品含有碳水化合物、脂肪酸、有機(jī)酸和色素等物質(zhì)，是以QuEChERS前處理方法采用分散固相萃取技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行凈化。就常用的吸附劑而言，C18可去除提取液中的脂肪、酚類化合物，PSA可去除脂肪酸、有機(jī)酸、碳水化合物、酚類和少量色素，GCB主要去除色素。本研究分別考察了上述3種凈化劑單獨(dú)使用與混合使用對(duì)2mL陽(yáng)性樣本提取液的凈化效果。由圖2可以看出，凈化劑按一定比例混合時(shí)百草枯的特征峰均出現(xiàn)，且水分含量越低，PSA凈化效果越好，所以在凈化劑中加入了無(wú)水MgSO4。因此，本研究選擇C18、PSA、GCB和無(wú)水MgSO4作為吸附劑。

2.3 樣品檢出限測(cè)試

在“1.3.4”的儀器條件下分別對(duì)添加有0、2、4、6、8mg/kg百草枯的5組不同樣本（醬油、醋、辣醬、調(diào)和油及上述食品混合物）進(jìn)行測(cè)定。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，添加濃度達(dá)到6、8mg/kg百草枯的5個(gè)樣本在841cm-1、1192cm-1、1298cm-1、1646cm-1（±3cm-1）位置均出現(xiàn)了拉曼特征峰信號(hào)，4mg/kg陽(yáng)性樣本中醬油、醋、辣醬及混合物有部分特征峰未出現(xiàn)，陰性樣本提取液中未出現(xiàn)特征峰，證明通過(guò)表面增強(qiáng)拉曼檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)百草枯的檢測(cè)限可達(dá)到6mg/kg。

3 結(jié)論

本文建立了表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)結(jié)合QuEChERS前處理檢測(cè)調(diào)味品中百草枯的快速檢測(cè)方法——有效去除基質(zhì)的干擾，提高了檢測(cè)靈敏度，且操作簡(jiǎn)單、耗時(shí)少，故適用于重大活動(dòng)餐飲保障工作中對(duì)調(diào)味品中百草枯的快速篩查。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉良飛，張國(guó)華，黃飛駿，等.法醫(yī)毒理學(xué)[M].第4版.北京：人民衛(wèi)生出版社，2010：164-166.

[2] 孫秀蘭，張銀志，楊婷婷，等.食品中百草枯三種檢測(cè)方法的比較[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報(bào)，2010，29（6）：883-886.

[3] 解潤(rùn)芳，佟鈞;諸晨等，等.水浸GC-MS法檢測(cè)生物檢測(cè)中的百草枯[J].昆明醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，007（038）：27-32.

[4] 潘碧樞，胡蒙燕.氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀檢測(cè)血液中的百草枯[J].中國(guó)衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2015，（6）：801-803.

[5] 成美容，王園朝，肖亮.毛細(xì)管電泳-簡(jiǎn)接電泳化學(xué)發(fā)光法對(duì)茶葉中百草枯農(nóng)藥殘留的檢測(cè)[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2009，28（12）：1444-1447.

[6] 范秀章，余松夏，董熔貴，等.QuEChERS-氣相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定茶葉中的聯(lián)苯菊酯和三氯殺螨醇[J].《食品安全導(dǎo)刊》，2020，（30）：90-92，95.

[7] 王芳煥，任翠娟，馬輝，等.QuEChERS-氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定枸杞中農(nóng)藥殘留[J].色譜，2019， 37（10），1042-1047.

[8] 曹小云，陳樹(shù)干，曾楚瑩 ，等.QuEChERS-分散液液微萃取/氣相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法高通量快速檢測(cè)蔬果中152種農(nóng)藥殘留[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào)，2019，（8），920-930.

作者簡(jiǎn)介：張潔（1986-），碩士，研究方向：食品快速檢測(cè)。