表面增强拉曼光谱法快速检测调味品中的百草枯

张洁 谈铭

摘 要：本研究应用QuEChERS前处理方法结合表面增强拉曼光谱技术（Surface-Enhanced Raman Spectroscopy），建立了调味品中百草枯的快速检测方法。样品用去离子水提取，提取液用N-丙基乙二胺（PSA）、C18、石墨化碳（GCB）及无水硫酸镁净化，净化液经表面增强剂和匹配剂增强后再用拉曼光谱仪检测。实验结果表明，加入表面增强剂和匹配剂后，百草枯拉曼谱图在841cm-1、1192cm-1、1298cm-1、1646cm-1（±3 cm-1）处有明显的拉曼特征峰;QuEChERS前处理能有效去除基质干扰，对酱油、醋、辣酱、调和油及混合物中百草枯的检出限为6mg/kg。该方法操作简便、高效、环保，不仅能够满足现场检测百草枯的需求，还可用于重大活动食品安全保障工作中百草枯的快速筛查。

关键词：QuEChERS  表面增强拉曼光谱  百草枯  快速

百草枯（Paraqua，PQ），化学名称为1-1-二甲基-4-4-吡啶阳离子盐，是一种快速灭生性除草剂。百草枯对人体具有很强的毒性，且无特效解毒药，口服中毒死亡率达90%以上——口服3g即可导致肝、肾等多器官衰竭，以及肺部不可逆纤维化和呼吸衰竭[1]。我国虽已禁止生产和销售水剂百草枯，但百草枯中毒事件仍屡有发生，故百草枯是重大活动食品安全保障工作中的重要检测项目之一。

目前，百草枯的检测方法主要有仪器分析法和免疫分析法[2]。仪器分析法包括高效液相色谱法、气相色谱法、毛细管电泳法等[3-5]，虽然其具有较高的灵敏度，但是由于仪器昂贵、检测成本高、测定时间长，并不利于现场实时快速检测;免疫分析法则容易产生假阳性和假阴性结果。因此，建立现场快速检测各类食品及调味品中百草枯的方法十分必要。QuEChERS基于分散固相萃取法的原理，可有效减少样本基质的干扰，是以在农药残留检测中有着较广的应用[6-8]。表面增强拉曼散射（SERS）具有灵敏度高、受水干扰小及准确性高等特点，故QuEChERS-表面增强拉曼散射技术可应用于现场快速筛查。

当前，由于QuEChERS-表面增强拉曼光谱技术在调味品中毒物检测的应用领域研究甚少。因此，本研究以酱油、醋、辣酱、调和油为研究对象，通过优化QuEChERS前处理技术对样品进行提取及净化，利用表面增强拉曼光谱技术对净化液进行快速测定，建立了表面增强拉曼技术快速检测调味品中百草枯的方法。该方法操作简便、高效，能够满足重大活动保障现场对百草枯快速筛查的要求。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

百草枯标准物质，Sigma-Aldrich公司;N-丙基乙二胺（PSA）、C18、石墨化碳（GCB），深圳逗点生物技术有限公司;无水硫酸镁（分析纯）、表面增強剂（SERS）、匹配剂，江苏中朗宏泰科学仪器有限公司;所有化学试剂溶液均用Milli-Q超纯水（Millipore Inc.，Bedford，USA）配制。醋，恒顺;酱油，海天;辣酱，老干妈;调和油，多力;以上均为市售品。

1.2 仪器设备

ZPR-1201便携式拉曼光谱仪，江苏中朗宏泰科学仪器有限公司;TG16-WS高速离心机，湘仪离心机仪器有限公司;IKA漩涡振荡器，德国IKA集团。

1.3 实验条件

1.3.1 标准液的配制

准确称取百草枯标准品各10mg，用超纯水溶解并定容至10mL，摇匀，配制成浓度为1.0mg/mL的标准储备液，置于4℃冰箱备用。

1.3.2 阳性样本的制备

称取不含百草枯的酱油、醋、辣酱、调和油及上述调味品的混合样各20g，各样本分别添加40、80、120、160μL的百草枯1.0mg/mL标准液，涡旋混匀，得到添加水平为2、4、6、8mg/kg的阳性样本，置于4℃冰箱备用。

1.3.3 样本前处理

取1mL（g）样品置于50mL刻度离心管中，加入去离子水至50mL刻度线处，盖上管盖，充分混匀。取2mL提取液于装有PSA、C18、GCB和无水硫酸镁的净化管中，剧烈振摇，于10000r/min离心2min，净化液为待测液。

1.3.4 仪器条件

激发波长：785nm;功率：500mw;扫描时间：1000ms。

1.3.5 样本测定

在比色皿中依次加入表面增强剂1mL、待测液100μL、匹配剂100μL，摇匀后放入样本槽中，按照“1.3.4”的仪器条件进行测定。

2 结果分析

2.1 百草枯特征峰的确定

使用便携式拉曼光谱仪分别对增强剂和匹配剂、未加增强剂和匹配剂的1mg/kg百草枯溶液及添加了SERS的1mg/kg的百草枯水溶液进行测定。对比谱图1可见，加入增强剂和匹配剂后，百草枯出现了明显的拉曼特征峰，百草枯的特征拉曼峰为841cm-1、1192cm-1、1298cm-1和1646cm-1。其中，841cm-1和1646cm-1归属为C-N3伸缩振动和C=N伸缩振动，1192cm-1和1298cm-1归属为苯环骨架振动和联苯类CC桥键伸缩振动。

2.2 QuEChERS条件优化

因为百草枯易溶于水，所以选用去离子水为提取剂。考虑到调味品含有碳水化合物、脂肪酸、有机酸和色素等物质，是以QuEChERS前处理方法采用分散固相萃取技术对样品进行净化。就常用的吸附剂而言，C18可去除提取液中的脂肪、酚类化合物，PSA可去除脂肪酸、有机酸、碳水化合物、酚类和少量色素，GCB主要去除色素。本研究分别考察了上述3种净化剂单独使用与混合使用对2mL阳性样本提取液的净化效果。由图2可以看出，净化剂按一定比例混合时百草枯的特征峰均出现，且水分含量越低，PSA净化效果越好，所以在净化剂中加入了无水MgSO4。因此，本研究选择C18、PSA、GCB和无水MgSO4作为吸附剂。

2.3 样品检出限测试

在“1.3.4”的仪器条件下分别对添加有0、2、4、6、8mg/kg百草枯的5组不同样本（酱油、醋、辣酱、调和油及上述食品混合物）进行测定。实验结果表明，添加浓度达到6、8mg/kg百草枯的5个样本在841cm-1、1192cm-1、1298cm-1、1646cm-1（±3cm-1）位置均出现了拉曼特征峰信号，4mg/kg阳性样本中酱油、醋、辣酱及混合物有部分特征峰未出现，阴性样本提取液中未出现特征峰，证明通过表面增强拉曼检测系统对百草枯的检测限可达到6mg/kg。

3 结论

本文建立了表面增强拉曼光谱技术结合QuEChERS前处理检测调味品中百草枯的快速检测方法——有效去除基质的干扰，提高了检测灵敏度，且操作简单、耗时少，故适用于重大活动餐饮保障工作中对调味品中百草枯的快速筛查。

参考文献：

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作者简介：张洁（1986-），硕士，研究方向：食品快速检测。