基于表面增強(qiáng)拉曼光譜的真菌毒素和農(nóng)藥殘留的檢測(cè)及其應(yīng)用.pdf

1、真菌毒素是農(nóng)作物在生長(zhǎng)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存或加工過(guò)程中受到真菌的污染，從而由真菌產(chǎn)生的次級(jí)代謝產(chǎn)物。當(dāng)人畜攝入受真菌毒素污染的糧食與飼料后，會(huì)引起一系列的嚴(yán)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(dǎo)致了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。農(nóng)藥作為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中所使用的一種化學(xué)品，在抑制或消除昆蟲(chóng)、野草、真菌、細(xì)菌或其它生物中扮演了重要的角色。至今為止，每年農(nóng)藥生產(chǎn)量達(dá)到兩百萬(wàn)噸，并廣泛應(yīng)用于農(nóng)田、果園和溫室等處。對(duì)于大部分農(nóng)藥，攝取

2、、吸入或暴露其中對(duì)人體是有害的。
　　眾所周知，近年來(lái)食品與飼料中廣泛存在真菌毒素和農(nóng)藥的殘留，這嚴(yán)重危害著人畜的健康與安全，這種對(duì)人類健康和食品安全的威脅已引起了社會(huì)的高度關(guān)注。因此，對(duì)它們的高效靈敏檢測(cè)已成為當(dāng)下社會(huì)大眾健康與科技發(fā)展的首要任務(wù)，出于該研究目的，本論文的研究方向與內(nèi)容得以確立和開(kāi)展。
　　現(xiàn)今，已有的檢測(cè)真菌毒素和農(nóng)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(zhì)譜技術(shù)，雖然具有高靈敏度和高準(zhǔn)

3、確性，但儀器設(shè)備昂貴，操作復(fù)雜;而生物相關(guān)的免疫檢測(cè)方法，雖然準(zhǔn)確性高，但檢測(cè)成本昂貴，檢測(cè)過(guò)程要求高。因此，如何快速、靈敏、精確、便捷地進(jìn)行檢測(cè)成為了當(dāng)下的迫切要求。
　　本論文基于表面增強(qiáng)拉曼散射(SERS)技術(shù)，主要進(jìn)行了關(guān)于真菌毒素脫氧雪膚鐮刀菌烯醇(DON)、展青霉素(PAT)和農(nóng)藥甲基硫菌靈(TM)檢測(cè)的三項(xiàng)研究工作，分別對(duì)DON、PAT和TM進(jìn)行了Raman和SERS光譜分析及樣品檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。首先進(jìn)行金屬納米粒子基底的

4、合成，然后將其運(yùn)用于真菌毒素與農(nóng)藥的SERS光譜測(cè)量與實(shí)際樣品檢測(cè)。為了進(jìn)一步分析所獲得的光譜數(shù)據(jù)，本文還采用密度泛函理論(DFT)對(duì)其振動(dòng)模式進(jìn)行了分析和計(jì)算，其參數(shù)水平為B3LYP/6-311++G(d，p)或者6-31+G(d，p)。
　　在DON測(cè)試實(shí)驗(yàn)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(duì)其SERS光譜進(jìn)行樂(lè)分析。實(shí)際樣品檢測(cè)中，DON在玉米和蕓豆中的檢出限1

5、0-6M低于國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)，證明了本方法可很好地用于對(duì)實(shí)際樣品農(nóng)藥是否超標(biāo)的檢測(cè)。
　　在PAT測(cè)試實(shí)驗(yàn)部分，本文對(duì)PAT的Raman和SERS光譜進(jìn)行了分析，并分別用DFT對(duì)兩種光譜進(jìn)行了驗(yàn)證和歸屬計(jì)算。同時(shí)，在SERS計(jì)算的過(guò)程中，運(yùn)用了PAT-Ag2和PAT-Ag4兩種模型，計(jì)算結(jié)果，與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)取得了較好的一致性。
　　在TM測(cè)試實(shí)驗(yàn)部分，本文不僅對(duì)TM的拉曼光譜和SERS光譜進(jìn)行檢測(cè)和DFT歸屬，而且以常見(jiàn)的水果（蘋果

6、和梨）作為對(duì)象，進(jìn)行了標(biāo)加實(shí)際樣品的檢測(cè)，PAT在蘋果和梨中的檢出限為10-6M也達(dá)到了國(guó)家限量標(biāo)準(zhǔn)以下，再次證明了本文基于表面增強(qiáng)拉曼光譜的檢測(cè)方法具有很好的實(shí)用性和可開(kāi)發(fā)性。
　　本文研究工作的創(chuàng)新在于，較以往文獻(xiàn)，首次對(duì)DON和PAT的光譜進(jìn)行檢測(cè)并歸屬;同時(shí)，對(duì)TM的Raman和SERS光譜歸屬也更為細(xì)致，針對(duì)兩種模型的DFT計(jì)算也進(jìn)一步提高了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的價(jià)值。SERS技術(shù)因其高靈敏度、高重現(xiàn)性、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，將在分析、檢