基于SERS技术的水产品中氯霉素快速检测方法研究

作     者：杨智伟 

作者单位：集美大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈全胜;田景华

授予年度：2024年

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学] 083204[工学-水产品加工及贮藏工程] 

主      题：SERS 快速检测 氯霉素 复合纳米材料 鱼类 

摘      要：水产品中抗生素污染是影响水产品质量安全的关键因素之一,对消费者健康构成了极大威胁。因此,建立准确、快速、高灵敏的抗生素的检测方法对保障水产品的质量安全,减少消费者潜在健康风险具有重要意义。常规的抗生素检测方法存在检测步骤繁和检测费用高等局限性。表面增强拉曼光谱技术（Surface-Enhanced Raman Scattering,SERS）因具有操作简单、图谱信息丰富、灵敏度高、稳定性好等方面的优势而备受关注,并被广泛应用于食品安全监测领域。本论文以水产品中氯霉素（CAP）为研究对象,系统性研究了水产品中SERS传感检测新方法,实现对水产品中CAP的快速高灵敏检测。具体研究内容如下:基于磁分离结合SERS技术的CAP特异性快速检测方法研究。针对传统方法存在的检测灵敏度低,特异性有待提高等问题,本研究开展了一种基于FeO@Au MNPs与Ag@Au CSNPs结合的新型SERS适配体传感器用于简单、快捷且准确的检测水产品中CAP方法的研究。首先,合成的FeO@Au MNPs-c DNA作为捕获探针,Ag@AuCSNPs-aptamer作为信号探针。然后,通过优化两种探针的混合比例,构建CAP的竞争性检测体系,当加入CAP后,CAP与适配体结合导致信号探针的解离,4-MBA的SERS信号逐渐降低。实验结果表明,SERS强度与CAP的对数值呈现良好的线性关系,最低检测限（LOD）为16 pg/m L,所构建的SERS传感器具有良好的重现性,特异性和抗干扰性,并与LC-MS方法之间无显著性差异（P0.05）。研究表明,该方法可以实现水产品中CAP的高灵敏度和高特异性检测。基于化学计量学结合SERS技术的CAP免标记快速检测方法研究。针对进一步实现检测程序快速简单化的问题,本研究开展了一种基于Ag@Au CSNPs的SERS基底结合化学计量学免标记、快速简便的检测水产品中CAP方法的研究。首先,采用银种子生长两步法合成具有高效SERS活性的Ag@Au CSNPs,然后,利用不同的预处理方法结合遗传算法（GA）,迭代变量子集优化（IVSO）,连续投影算法（SPA）和变量组合总体分析（VCPA）四种算法进行最优模型的优化。实验结果表明,SNV-VCPA-PLS模型对鱼类中CAP残留的预测能力最好,LOD为0.00001μg/m L,且与LC/MS的检验结果无明显差异（P0.05）。研究表明,该方法能够实现对CAP简单快速检测。基于比色法结合SERS技术的CAP双通道快速检测方法研究。针对更好的获得准确性,满足实际应用中污染物检测的快速可视化判别需求的问题,本研究开展了一种具有SERS活性和类酶催化活性的MIL-101/Au NRs的比色/SERS双通道间接检测鱼类中CAP方法的研究。首先,合成了金纳米棒,将其沉积在金属有机框架上（MIL-101/Au NRs）。然后,利用MIL-101/Au NRs的拟酶特性和拉曼增强效应将3,3’,5,5’-四甲基联苯胺（TMB）氧化成具有拉曼活性的氧化产物（ox TMB）,CAP的加入与TMB竞争羟基自由基（·OH）,导致ox TMB含量减少,从而使体系中的吸光度和SERS强度下降。实验结果表明,比色模式的LOD为1.5 n M;SERS模式的LOD为0.01 n M。研究表明,两种检测方法相互验证,提高了CAP检测的选择性和准确性。