基于表面增強拉曼光譜的真菌毒素和農藥殘留的檢測及其應用.pdf

1、真菌毒素是農作物在生長、運輸、儲存或加工過程中受到真菌的污染，從而由真菌產生的次級代謝產物。當人畜攝入受真菌毒素污染的糧食與飼料后，會引起一系列的嚴重疾病。每年世界上有許多的糧食作物受到真菌毒素的污染，從而導致了嚴重的經濟損失和安全隱患。農藥作為傳統(tǒng)農業(yè)生產過程中所使用的一種化學品，在抑制或消除昆蟲、野草、真菌、細菌或其它生物中扮演了重要的角色。至今為止，每年農藥生產量達到兩百萬噸，并廣泛應用于農田、果園和溫室等處。對于大部分農藥，攝取

2、、吸入或暴露其中對人體是有害的。
　　眾所周知，近年來食品與飼料中廣泛存在真菌毒素和農藥的殘留，這嚴重危害著人畜的健康與安全，這種對人類健康和食品安全的威脅已引起了社會的高度關注。因此，對它們的高效靈敏檢測已成為當下社會大眾健康與科技發(fā)展的首要任務，出于該研究目的，本論文的研究方向與內容得以確立和開展。
　　現(xiàn)今，已有的檢測真菌毒素和農藥殘留的方法已有不少，其優(yōu)缺各異。例如現(xiàn)有較為成熟的色譜、質譜技術，雖然具有高靈敏度和高準

3、確性，但儀器設備昂貴，操作復雜;而生物相關的免疫檢測方法，雖然準確性高，但檢測成本昂貴，檢測過程要求高。因此，如何快速、靈敏、精確、便捷地進行檢測成為了當下的迫切要求。
　　本論文基于表面增強拉曼散射(SERS)技術，主要進行了關于真菌毒素脫氧雪膚鐮刀菌烯醇(DON)、展青霉素(PAT)和農藥甲基硫菌靈(TM)檢測的三項研究工作，分別對DON、PAT和TM進行了Raman和SERS光譜分析及樣品檢測實驗。首先進行金屬納米粒子基底的

4、合成，然后將其運用于真菌毒素與農藥的SERS光譜測量與實際樣品檢測。為了進一步分析所獲得的光譜數據，本文還采用密度泛函理論(DFT)對其振動模式進行了分析和計算，其參數水平為B3LYP/6-311++G(d，p)或者6-31+G(d，p)。
　　在DON測試實驗部分，本文獲得了不同濃度DON溶液的SERS光譜，且最低檢出限(LOD)為10-7M，并且用DFT對其SERS光譜進行樂分析。實際樣品檢測中，DON在玉米和蕓豆中的檢出限1

5、0-6M低于國家限量標準，證明了本方法可很好地用于對實際樣品農藥是否超標的檢測。
　　在PAT測試實驗部分，本文對PAT的Raman和SERS光譜進行了分析，并分別用DFT對兩種光譜進行了驗證和歸屬計算。同時，在SERS計算的過程中，運用了PAT-Ag2和PAT-Ag4兩種模型，計算結果，與實驗數據取得了較好的一致性。
　　在TM測試實驗部分，本文不僅對TM的拉曼光譜和SERS光譜進行檢測和DFT歸屬，而且以常見的水果（蘋果

6、和梨）作為對象，進行了標加實際樣品的檢測，PAT在蘋果和梨中的檢出限為10-6M也達到了國家限量標準以下，再次證明了本文基于表面增強拉曼光譜的檢測方法具有很好的實用性和可開發(fā)性。
　　本文研究工作的創(chuàng)新在于，較以往文獻，首次對DON和PAT的光譜進行檢測并歸屬;同時，對TM的Raman和SERS光譜歸屬也更為細致，針對兩種模型的DFT計算也進一步提高了實驗數據的價值。SERS技術因其高靈敏度、高重現(xiàn)性、操作簡單等優(yōu)點，將在分析、檢