表面增强拉曼技术检测唾液中盐酸二甲双胍

为降低糖尿病患者用药安全隐患,本文利用金纳米表面增强拉曼散射效应,使用785 nm便携式拉曼光谱仪,旨在建立一种表面增强拉曼技术检测唾液中盐酸二甲双胍含量的方法。实验选取200~1000 cm−1的光谱波段,收集不同浓度盐酸二甲双胍表面增强拉曼谱图,将其特征峰强度与盐酸二甲双胍浓度进行线性拟合,两者具有较好的相关性。故而,利用金纳米粒子表面增强拉曼技术定量检测唾液中盐酸二甲双胍含量的方法具有一定的可行性,且能为糖尿病患者治疗期间提供新的药物监测方法,以便为患者制定个性化的给药方案。

表面增强拉曼光谱技术在果蔬真菌毒素残留检测中的研究进展

果蔬在采摘后的加工、贮藏、运输等环节中易受到环境中微生物的污染,造成果蔬腐败变质,其中部分产毒真菌在增殖过程中会产生大量真菌毒素,给消费者身心健康造成了严重威胁,因此建立快速、准确的真菌毒素检测方法对保证果蔬品质安全至关重要。近年来,表面增强拉曼光谱技术(surface-enhancement Raman spectroscopy, SERS)因具有高灵敏性、快速性、无破坏性、不受水分干扰等优点备受关注。本文阐述了SERS概况和增强机制,对SERS检测果蔬真菌毒素领域常用的金属溶胶基底和固体复合基底进行了简单介绍,以检测方法、基底制备技术、检测结果和遗留问题为切入点强调了SERS对不同果蔬食品真菌毒素痕量检测的应用,并介绍了SERS在真菌毒素检测领域的应用前景和局限性,对现有问题提出了解决思路,旨在为今后SERS应用于真菌毒素检测领域提供帮助。

水果中农药残留的表面增强拉曼光谱技术快速检测研究

为了建立水果中农药残留的快速检测方法,通过过氧化氢和浓硫酸处理制备疏水化的硅片基底,采用静电吸附法将金纳米粒子组装到硅片基底表面,形成硅片/金纳米粒子复合基底,将水果中残留的福美双、百草枯和啶虫脒等3种农药经抽提后滴加到复合基底上,采用表面增强拉曼光谱技术进行检测。结果表明,福美双、百草枯和啶虫脒的方法线性范围分别为0.20~2.00、0.05~0.50、0.20~2.00 mg/kg,最低检测浓度分别为0.20、0.05、0.20 mg/kg。该方法应用于苹果、橘子和梨等水果的农药残留量分析,回收率在94.5%~120.0%之间,相对标准偏差均在15%以下。该方法具有较高的准确度和精确度,适用于水果农药残留的快速检测。

表面增强拉曼光谱技术应用于环境污染物检测的研究进展

表面增强拉曼光谱(Surface-enhanced Raman Spectroscopy,SERS)技术作为一种单分子水平的检测技术在众多领域都有广泛的应用.SERS技术的高灵敏性、可实时检测等特点,在环境领域有着巨大的应用前景.本文从增强基底材料的SERS效应、提高其选择性和优化实用性的三个方面介绍了SERS技术应用于环境污染物检测的最新研究进展,并在此基础上提出了今后SERS技术在环境领域的可能发展方向.

基于表面增强拉曼光谱(SERS)的青贮玉米原料农药残留快速检测方法研究

试验旨在建立1种基于表面增强拉曼光谱(SERS)技术检测青贮玉米原料中苯醚甲环唑、多菌灵、啶酰菌胺农药残留的方法。采用快速萃取净化的前处理方法实现了青贮玉米原料中3种农药的提取,以10 mg/kg氯化钠溶液作为SERS增强剂结合化学物质浓缩法获取了青贮玉米原料中不同农药残留的SERS信号,结合Savitzky-Golay卷积平滑法、二阶导数法、自适应迭代重加权惩罚最小二乘法(airPLS)以及SG-airPLS进行光谱数据的预处理,融合了线性判别式分析(LDA)-支持向量机(SVM)、卷积神经网络(CNN)两种算法建立了针对苯醚甲环唑、多菌灵、啶酰菌胺的识别模型,并对模型进行对比分析。结果表明,拉曼峰1 127、1 229、1 237 cm-1分别作为识别苯醚甲环唑、多菌灵和啶酰菌胺的拉曼特征峰,当青贮玉米原料中的3种农药残留含量分别为0.1 mg/kg时,仍清晰可见各农药相应的特征峰。采用SG-airPLS方法预处理后的LDA-SVM分类模型可以识别所有样本,准确度为86.67%。研究表明,SERS和SG-airPLS-LDA-SVM方法的融合可以准确、快速识别青贮玉米原料中的农药成分。

表面增强拉曼光谱技术在口腔癌病理中的应用体会

目的:探讨表面增强拉曼光谱技术在口腔癌病理中的应用效果。方法:对我院收治的31例口腔癌患者资料进行分析,将其设置为对照组,选择同期医院的31例正常患者作为对照组,采用主成分分析和线性判别分析方采用表面增强拉曼光谱技术进行分析,比较两组患者组织间的差异。结果:光谱的测量范围400~1750cm^(-1)波数。且和没有加入胶体组织样本常规拉曼光谱信号相比能够明显的观察谱峰,并且则会增强谱峰强度,金胶与肿瘤病理组织之间具有较强的作用;31例正正常者口腔组织和口腔癌组织SERS光谱及其标准差具有较大的相似性和其他光谱峰强度差异显著(P<0.05)。结论:口腔癌患者在进行口腔癌病理分析时采用表面增强拉曼光谱技术效果理想,能够提高临床确诊率,值得推广使用。

表面增强拉曼光谱技术检测隐球菌脑膜炎患者血清中CD93^+外泌体及其意义

目的利用表面增强拉曼光谱技术(SERS)检测隐球菌脑膜炎患者血清中CD93^+外泌体,以优化该病的监测手段。方法收集2013年12月~2017年3月在上海长海医院和长征医院确诊的38例隐球菌脑膜炎患者的血清作为实验组,同期体检的38例健康者血清作为对照组。用ELISA法检测血清中的IFN-γ,TNF-α的蛋白表达水平;用超高速离心法分离血清外泌体;用磁珠连接抗体法捕获CD93^+外泌体并进行标记,于拉曼光谱仪下检测样本的SERS信号。实验组与对照组计量资料间的比较采用两独立样本的t检验,用Origin75软件对两连续变量进行线性拟合,两变量之间的相关性以Pearson系数表示。结果 SERS检测隐球菌脑膜炎患者血清中外泌体最低浓度为5 500个/ml,最低量为110个/ml,log(SERS信号)与log(外泌体浓度)进行线性拟合的R值为0.995 96,P<0.0001;SERS检测实验组与对照组血清外泌体CD93的信号值取对数分别为2.75±0.59vs 2.47±0.15,差异具有统计学意义(t=2.835,P=0.005 9);SERS检测实验组血清CD93^+外泌体得到的数据与ELISA法检测实验组血清中IFN-γ,TNF-α的结果呈正相关,差异有统计学意义(r=0.389,0.478,P<0.05)。结论该方法可初步提高隐球菌脑膜炎患者血清标本检测的灵敏度,为该病监测提供新的技术思路。

拉曼光谱技术在微/纳塑料检测中的应用

塑料由于其重量轻、可塑性强、成本低等诸多优点得到广泛应用,然而,在给人们的生产生活带来便利的同时,塑料降解产生的微/纳塑料(Micro/Nano-Plastics,MNPs)颗粒也对生态环境与人体健康产生威胁。为此,发展高效且可靠的MNPs检测技术迫在眉睫,拉曼光谱技术在MNPs检测方面具有良好潜力。通过对拉曼光谱技术在MNPs检测中的应用进行综述,为后续的研究提供参考。拉曼光谱(Raman Spectroscopy,RS)是一种通过检测样品中分子振动并直接观察其振动的空间分布以确定待测样品化学结构、物相、结晶度和分子相互作用等信息的技术。随着诸如SERS、TERS、SHINERS和CARS等技术的不断发展以及拉曼光谱技术与显微镜等辅助技术或算法的结合,以拉曼散射为基础的检测技术使MNPs检测的灵敏度显著提高,并在生态环境、人生活环境和生物样品MNPs检测中发挥着重要的作用。

表面增强拉曼光谱技术检测食品及农产品中非法添加剂的探究

本文将对表面增强拉曼光谱技术(SERS)进行介绍,分别从不同角度出发,对此项技术的应用效果进行阐述和分析,以期为食品检测部门提供可靠参考。

表面增强拉曼光谱技术检测食品及农产品中的非法添加剂

如今,食品安全问题引起越来越多的关注。其中,食品中非法添加剂问题尤为突出,相应的检测变得愈加迫切。传统的检测方法操作复杂、检测时间长并对样品具有破坏性,而表面增强拉曼光谱检测技术相对来说操作简单、无损、所需样品量少,能够达到快速检测的目的,在食品添加剂的检测上具有广阔发展前景。故此以表面增强拉曼光谱技术对β-受体激动剂(盐酸克仑特罗、苯乙醇胺A、莱克多巴胺)、硝基呋喃类药物、孔雀石绿、镇定剂及三聚氰胺等检测项目进行概述,简述其研究进展,同时对其中存在的一些问题进行分析,并对其在食品添加剂检测领域的应用做出展望。

基于小波空间特征匹配及表面增强拉曼光谱技术快速检测混合物中的甲氨蝶呤和伏立康唑

为实现混合物中目标化合物的快速检测,合成了对甲氨蝶呤和伏立康唑具有普适性响应的金纳米复合(AuNPS-PDDA)基底,借助表面增强拉曼光谱技术,结合化学计量学方法,通过连续小波变换将甲氨蝶呤和伏立康唑的光谱信号转换到小波空间,依据小波空间特征匹配分析混合物的拉曼光谱,显著减轻信号中基线变化和随机噪声的影响,成功地识别出混合物中1.0×10^-8mol/L甲氨蝶呤和2.86×10^-4mol/L伏立康唑。其中,甲氨蝶呤和伏立康唑的小波特征匹配系数均大于0.96,高于传统的命中质量系数,且采用非负最小二乘法成功实现了两种物质含量比例的确定,实验的组分比例预测值与真实值之间相关性大于0.98。实验结果表明,小波空间特征匹配结合表面增强拉曼光谱技术能有效地识别且半定量混合物中的目标化合物。

基于表面增强拉曼的饮料中山梨酸钾快速定量检测方法

基于实验室自行搭建的拉曼光谱点扫描系统,利用表面增强拉曼技术对橙味饮料中山梨酸钾的含量进行了定量快速检测研究。通过与山梨酸钾标准品拉曼光谱及其水溶液表面增强拉曼光谱等比较分析,确定了山梨酸钾1 648.4,1 389.3和1 161.8cm^(-1)处的表面增强特征拉曼位移。通过山梨酸钾橙味饮料平行样品的拉曼位移峰强重现性实验并计算其峰强的相对标准偏差证实了该表面增强拉曼方法具有较好的重复性。采集了山梨酸钾浓度范围为1.706~0.180 7g·kg-1的33个橙味饮料样品的表面增强拉曼光谱,所有原始光谱经S-G 5点平滑及Baseline基线去除荧光背景预处理后分别用一元线性回归分析、多元线性回归分析和偏最小二乘回归分析方法,建立了山梨酸钾的定量预测模型。经比较,选取三个山梨酸钾拉曼特征位移1 161.8,1 389.3和1 648.4cm^(-1)所建立的多元线性回归模型校正集的相关系数(R2C)和均方根误差(RMSEC)分别为0.983 7和0.051 7g·kg^(-1),验证集的相关系数(R2P)和均方根误差(RMSEP)分别为和0.969 9和0.052 8g·kg-1,比一元线性回归模型和偏最小二乘回归模型误差小、精度高。基于表面增强拉曼完全可以实现橙味饮料中山梨酸钾的定量快速预测,为各类食品中山梨酸钾含量的快速监测奠定了技术基础。

表面增强拉曼光谱技术在恶性肿瘤诊断中的应用

恶性肿瘤是一种发病率和死亡率较高的疾病,其有生存期短、癌痛症状较重、治疗不良反应大等特点,严重影响患者的身体健康和生活质量。因此,恶性肿瘤的早发现、早诊断是临床诊疗工作中的关键。随着医学科学技术的不断提高,已有一些实验室检测方法、物理成像技术和病理组织活检等技术手段用于癌症诊断,但其存在误差大、效率低、成本高、耗时长、创伤大等缺点。近年来,一种高效、准确的物理技术表面增强拉曼光谱(SERS)在恶性肿瘤中的应用日益受到医学界的关注。

基于表面增强拉曼光谱技术的苹果汁中溴氰菊酯农药残留的快速定量分析

针对苹果汁中农药残留量超标问题,采用共焦显微拉曼仪,研究了针对苹果汁中溴氰菊酯农残量的快速检测方法。分别以乙醇溶液(对照)、苹果汁溶液为背景溶液,分别采用拉曼光谱技术、表面增强拉曼光谱技术(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)采集含农药(溴氰菊酯)的两种样本的拉曼光谱与SERS光谱,并结合一阶导加Norris求导法进行光谱预处理,进而使用偏最小二乘方法建立两种样本溶液中溴氰菊酯残留量的拉曼光谱定量分析模型与SERS光谱定量分析模型,并对两种模型进行对比分析。结果表明,乙醇中溴氰菊酯溶液样本的拉曼光谱定量分析模型的校正集相关系数可达到0.9634,而SERS模型校正集相关系数可达到0.9995,最大误差不超过0.1 mg/kg。苹果汁中溴氰菊酯样本的拉曼光谱模型校正集相关系数为0.9355,最大误差不超过0.02 mg/kg;而SERS模型校正集相关系数为0.9870,最大误差不超过0.1 mg/kg。结果表明,拉曼光谱技术对快速检测苹果汁中的农药残留量具有可行性。

食品安全检测中表面增强拉曼光谱技术的应用略论

表面增强拉曼光谱(SERS)技术具有操作简便、精确度、灵敏度高、应用广泛等优势,还可以利用于食品安全的场分析与检测中,在食品安全检测中应用的潜力十分巨大,而且检测的成本也比较低。通过对表面增强拉曼光谱技术的内涵进行分析,从食品中的农药残留、兽药残留、非法添加物、有毒有害物质检测等方面,探究了表面增强拉曼光谱技术的应用。

表面增强拉曼散射技术无标记检测乳腺癌细胞来源外泌体

外泌体含有释放细胞的特异性物质,反映了释放细胞的组成成分,成为液体活检的重要物质。为了鉴别正常乳腺上皮细胞和乳腺癌细胞来源的外泌体,本研究采用表面增强拉曼(SERS)技术检测乳腺癌细胞MCF-7和人正常乳腺上皮细胞MCF-10A来源的外泌体,并且对比两种细胞外泌体的SERS光谱,筛选出相应的特征拉曼光谱。结果发现在800~1800 cm-1区域内,相对MCF-10A细胞,MCF-7来源的外泌体中归属于核酸的拉曼峰相对强度明显增高,且部分脂类峰强有所降低或部分特征峰消失,同时发现MCF-7还表现出其自己独特的拉曼谱型。此结果表明SERS技术可高灵敏度检测不同细胞来源的外泌体细微分子变化,可区分肿瘤细胞来源的外泌体与正常细胞来源的外泌体。SERS技术可作为癌症的早期检测和诊断的一种快速、无标记和无损的方法。

氧化石墨烯-金纳米粒子复合物的表面增强拉曼活性特性

通过水热法合成了氧化石墨烯-金纳米粒子复合物,利用透射电镜和紫外光谱对其进行表面特征和吸收特征分析,并以结晶紫为探针分子,利用拉曼技术分析其拉曼活性。研究结果表明,实验得到的氧化石墨烯-金纳米粒子复合物可以成功检测到10-4mol/L的结晶紫溶液,具有良好的拉曼活性。

表面增强拉曼光谱法快速定量分析食品中福美双、二氰蒽醌和灭蝇胺的残留

基于表面增强拉曼光谱（SERS）技术,以Au@SiO2和Au纳米增强粒子建立了食品中福美双、二氰蒽醌和灭蝇胺的快速定量分析方法,3种农药的检出限分别为1.4μg/L、0.020mg/L和0.030mg/L。采用加标回收试验对方法进行评价,福美双在生活饮用水和碳酸梨汁饮料中的回收率在104.5%~107.1%之间,相对标准偏差为4.0%~6.2%;二氰蒽醌在生活饮用水中的回收率在81.1%~100.0%之间,相对标准偏差为4.1%~7.8%,灭蝇胺在碳酸饮料和果皮中测定的相对标准偏差均小于11.0%,结果表明该方法准确可靠,精密度高。方法成功用于加标碳酸果汁饮料、果皮表面二氰蒽醌及灭蝇胺的检测,为快速定量检测食品中农残提供了SERS方法。

新型冠状病毒S蛋白在金纳米粒子中的表面增强拉曼效应

表面增强拉曼光谱技术因其高灵敏度、操作简单、快速检测等优点,被广泛用于病毒检测方面。国内外的病毒拉曼检测研究主要集中在检测病毒核酸以及组成核酸的各种碱基的表面增强拉曼光谱(SERS),但少见对病毒蛋白的SERS检测。以新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的S蛋白为检测对象,采用无标记SERS检测方法,对比SARS-CoV-2固态、饱和液态S蛋白的普通拉曼光谱和选用40 nm金纳米粒子为基底的SARS-CoV-2低浓度S蛋白SERS光谱。结果表明,以40 nm金纳米粒子为基底,采用SERS技术检测SARS-CoV-2的S蛋白是完全可行的。SARS-CoV-2的S蛋白分子中的羧基与金纳米粒子发生了分子增强,氨基与金纳米粒子发生了电磁增强,从而使得SARS-CoV-2的S蛋白拉曼效应得到了增强,并使得峰位发生一定移动。实验获得了较好的SARSCoV-2低浓度S蛋白SERS光谱,为建立敏感、特异、快速的SARS-CoV-2检测新技术提供了一种方法。

表面增强拉曼光谱法快速检测水产品中的孔雀石绿

基于表面增强拉曼光谱技术的便携式拉曼光谱仪运用于水产品养殖、运输过程水样中孔雀石绿的快速测定进行了研究。利用孔雀石绿位于432～437 cm-1,1166～1170 cm-1,1613～1617cm-1的拉曼光谱特征峰及其强度,对孔雀石绿进行定性及半定量的快速测定。检测限为5.0μg/L,常见含氮化合物尿素、亚硝酸钠以及零售环节所用海水晶等物质对本快速测定方法无干扰。对每个样品的检测时间从样品制备到结果显示一般只需3 min。