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SERS——检测食品制假

SERS——检测食品制假

本文关键词: 农业/食品RamanRaman-SERS
摘要

加工处理过的食品,比如粉末和液体,常常被掺入杂质;一些色素和香料等添加剂用来调制仿冒食品,或者被稀释、被替换等等,这些都很难检测出来。高档酒和烈酒会成为造假首选目标,如用低等级的酒冒充昂贵的葡萄酒。非法生产的蜂蜜占到所有造假案列的7%,有篡改原产地的,有掺杂非法抗生素和杀虫剂的等等。甚至肉也存在掺假的风险,比如最近涉及的马肉充当牛肉进行销售。海洋光学光谱仪,可以通过吸收、反射和拉曼光谱测试来鉴别这些食品,还有通过荧光技术可以针对蛋白质、DNA、多元酚和维生素的鉴别。

 

农产品不是那么容易变质,但是要达到无损检测的需求也不是容易。从可见到近红外波段的反射和透过测量可以很好地对水果和乳制品进行无损检测。同时,SERS技术在下面几方面取得优势,如对农产品中违禁杀虫剂及杀菌剂残留的检测,以及对非法渔场抗生素及杀菌剂使用进行监控方面。海洋光学的高选择性SERS芯片具有高灵敏度和低成本的优势,可以使现场测试成为可能。我们已经研发出了完整的基于荧光的OEM仪器来检测食品和饲料制品中的必须控制成分——霉菌毒素(可参考www.ToxiMet.com)。

高性能SERS(表面增强拉曼散射)基板

将待测物滴加在SERS上,其纳米银或金的结构能吸附被测物,从而将拉曼信号增强几百万倍。使用固态基底,检出限最低可达ppb级,能用于化学品,生物材料,药物,爆炸物和防伪鉴定的现场检测。

更经济的痕量检测手段

大部分SERS基板采用纳米光刻法制造,成本高昂,不能重复使用, 应用非常有限。海洋光学的基底产品性能更好,而价格只是市面上一般SERS基底的几分之一。我们的技术是通过类似喷墨印刷的方法,在基纸上精确沉积纳米颗粒油墨,然后将纸固化在载玻片上。

稳定的峰值比

海洋光学SERS基底的增强能力具有很好的一致性。尽管每片基底间的峰值强度不尽相同,但峰值比的重复性非常好,通常差异小于5%。这种特性使之既能用于物质的定性检测,也可用于定量检测。

应用文献:牛奶制品中三聚氰胺的检测

挑战:2008年,在中国发生了婴儿奶粉造假事件,在婴儿配方奶粉中加入三聚氰胺以增加氮元素含量,从而确保蛋白质含量达到规定的水平。

方案:相对于色谱检测方法和其他分离方法,SERS可以提供一种快速的、原位检测的替代方法用来检测三聚氰胺和其它添加物。

据估计,大约300,000婴儿因为喂食了添加了三聚氰胺的奶粉而致病,而三聚氰胺主要应用在工业品中作为一种阻燃塑料。最终导致6个婴儿死亡,50000多婴儿住院伴有肾结石、肾损伤和营养不良症状。多达二十多家奶粉公司的产品牵涉其中,这证明了在工业生产中因经济利益驱动的食品制假的流行。在禽蛋中也检测出三聚氰胺的存在,可能是由于动物饲料中添加三聚氰胺,这些情况的出现都促使我们需要对三聚氰胺检测方法进行深究。

由于具有高灵敏度和特定的分子结构,SERS能够检测ppb至ppm浓度的三聚氰胺,并且只需要少量的样品。我们对添加了不同浓度三聚氰胺的婴儿配方奶粉进行了测试,然后直接把样品直接滴加在我们低成本SERS基底上。不像其他测试方法,SERS测试之前无需进行成分分离。我们使用QE Pro 785nm的拉曼系统来测试样品,用纯配方奶粉做暗背景。经SERS信号增强后可以看到三聚氰胺特征峰,并建立了检测限低至10ppm水平的定量校准曲线,这些实验表明SERS是一种很强大的技术,可以对奶制品中三聚氰胺进行高灵敏定量检测。

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