[發明專利]基于表面增強拉曼散射的高效測定谷物中微量嘔吐毒素的新方法

有效

• 申請號: 201510064464.3
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN104568908B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 孫傳文;袁景;楊海峰;郭小玉
• 申請（專利權）人: 上海師范大學
• 主分類號: G01N21/65
• 分類號: G01N21/65
• 代理公司: 上海申新律師事務所31272
• 代理人: 周云

技術領域

本發明屬于儀器分析化學領域，具體涉及一種基于表面增強拉曼散射的新型、高效測定谷物中嘔吐毒素(DON)的方法。更具體地涉及一種以銀納米粒子作為表面增強拉曼散射的基底，采用便攜式拉曼系統，通過測定玉米、蕓豆、燕麥等幾種谷物中的DON的表面增強拉曼散射(SERS)光譜，檢測谷物中存有的微量DON的新型、高效測定谷物中嘔吐毒素的方法。

背景技術

真菌毒素是谷物中真菌的次級代謝產物，產生于田間、運輸、加工或儲存的過程。每年世界范圍內有25％的農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風險。嘔吐毒素的學名為脫氧雪膚鐮刀菌烯醇(deoxynivalenol，簡寫為DON)，是一種B型單端孢霉烯族真菌毒素，由禾谷鐮刀菌與黃色鐮刀菌產生，主要發生于動物飼料和人類糧食中，如燕麥、玉米、小麥、大麥。

DON對于多種動物和細胞培養過程都有免疫刺激和免疫抑制功能。在細胞水平，主要通過綁定在核糖體上來抑制蛋白質的合成。DON不僅引起谷物的減產，而且對人類和家畜有嚴重的毒害作用，攝入已被DON污染谷物后，人類和動物會產生的神經性厭食、嘔吐、腹瀉、消化失調等癥狀以及隨之而來的體重減輕和病理性出血。

為此，許多國家和食品安全組織建立了DON在食品和飼料中的限量標準和指導意見。例如，中國規定DON在糧食和糧食制品中的最大限量為1000μg/kg。日本2002年出臺臨時限量標準規定DON在小麥中的最大限量為1100μg/kg；加拿大規定DON最大限量在小麥中為2000μg/kg，在小麥粉中為1200μg/kg，在嬰兒食品小麥粉中為600μg/kg；2004年，德國對于DON的限量標準著更為嚴格的規定，為嬰兒食品中的100μg/kg至其它谷物產品中的500μg/kg；除此之外，美國規定在已完成的食品中DON限量標準為1000μg/kg；歐盟規定在已加工完成和幼兒食品中DON最大限量為200μg/kg，未加工的硬質小麥、燕麥、玉米種的最大限量為1750μg/kg。

目前很多的分析方法已經被用于DON的檢測，例如生物傳感序列、熒光偏振免疫分析、氣相色譜分析、質譜分析法、液相色譜串聯質譜法。然而共同的缺點是成本高、費時、對設備要求高、靈敏度不高，操作繁瑣，一般需要粉碎，對環境照成嚴重污染等，特別是難于現場檢測和環境不友好。因此，急需開發一種新型、高效、快速、準確、方便的測定谷物中DON的檢測方法，以保證食品安全和人民健康。

拉曼光譜技術對非極性基團中共價鍵的對稱振動十分敏感，它對水不敏感和少有光譜重疊帶的特性，為谷物中DON的檢測提供更為有效的信息，然而普通拉曼光譜的吸收強度不高，造成檢測靈敏度達不到要求。表面增強拉曼散射光譜(SERS)通過將所檢測分子綁定在粗糙的銀納米粒子等金屬表面，能夠巨大增強普通拉曼光譜的強度，SERS基底的最高增強因子可以達到10⁸。

本專利以銀納米粒子作為表面增強拉曼散射的基底，采用便攜式拉曼系統，通過檢測玉米、蕓豆、燕麥等幾種谷物中的DON的SERS光譜，達到檢測谷物中存有的微量DON的目的。本技術第一次利用SERS技術來分析谷物中的DON,并且達到了快速、靈敏、準確和便攜的效果。相比較于其它傳統方法，本發明提供的SERS技術不僅可以很好地被應用于多種真菌毒素的檢測，還做到了測試低成本，并做到了可以進行現場檢測，是一種具有潛在應用價值和開發應用前景的新型測試方法。

發明內容

本發明提供一種基于表面增強拉曼散射的新型、高效測定谷物中嘔吐毒素(嘔吐毒素)的方法。更具體地是提供一種以銀納米粒子作為表面增強拉曼散射的基底，采用便攜式拉曼系統，通過檢測玉米、蕓豆、燕麥等幾種谷物中的DON的表面增強拉曼散射(SERS)光譜，檢測谷物中存有的微量DON的新型、高效測定谷物中嘔吐毒素的方法。

本發明的方案是：

一種基于表面增強拉曼散射的高效測定谷物中微量嘔吐毒素的新方法，具體步驟如下：

(1)確定DON在待測谷物表面的檢測限，如檢測限低于規定限量，則可將本方法用于檢測；

(2)取銀納米粒子基底溶液滴加于待測谷物樣品上，測量該樣品的SERS光譜，檢查所得樣品的SERS光譜是具有DON的特征吸收峰，以確定樣品中嘔吐毒素超限。

拉曼光譜帶范圍設置為500至2200cm^-1。