基于SERS技术的基底增强效应对比及食源性芽孢快速检测

摘要：

为了实现食源性芽孢的快速识别,该研究利用表面增强拉曼光谱技术,以产气荚膜梭菌芽孢(C.perfringens spores)、艰难梭菌芽孢(C.difficile spores)和生孢梭菌芽孢(C.sporogenes spores)为研究对象,将3种不同纳米溶胶材料AuNPs、AgNPs和Au@AgNPs作为表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)基底对食源性芽孢的增强效应进行对比,确定较佳增强效果的纳米材料,进一步开展基于较优纳米溶胶材料为基底的SERS技术对不同种属食源性芽孢的光谱解析及快速识别研究.结果表明,Au@AgNPs对食源性芽孢的SERS增强效果最较好,其增强因子达3.49×104,且光谱特异性和重现性良好.经拉曼光谱解析,Ca2+-DPA的拉曼峰是三种食源性芽孢的共有标志特征峰,拉曼振动峰在1017、1440和1570 cm-1波段显示且峰强度不同.C.perfringens芽孢在740、787、821、1203、1308和1627 cm-1有独特的拉曼峰,C.sporogenes芽孢在852 cm-1有独特的拉曼峰,在1017 cm-1(Ca2+-DPA)、1081 cm-1(DNA、O-P-O)处峰位强度C.perfringens芽孢>C.sporogenes芽孢>C.difficile芽孢,在1332 cm-1(核酸中腺嘌呤核酸)、1440 cm-1(Ca2+-DPA)处峰位强度C.perfringens芽孢>C.difficile芽孢>C.sporogenes芽孢,3种食源性芽孢的SERS图谱出峰位置和峰强度差异明显.结合主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)和线性判别分析(Linear Discriminant Analysis,LDA)构建定性识别模型,经PCA分析,其前三个主成分的累计贡献率达92.90％,然后利用LDA进行分析,其识别率可达到100％.结果表明,以Au@AgNPs为基底的SERS技术检测方法可以实现对食源性芽孢的快速识别,为食源性芽孢检测和食品安全检测提供了有效手段.

关键词：光谱分析、模型、表面增强拉曼光谱(SERS)、溶胶纳米材料、食源性芽孢、快速识别

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分类号：O657.3(分析化学)

资助基金：河南省杰青项目;河南省高等学校重点科研项目;河南省高校科技创新团队支持计划项目;河南省科技攻关项目;河南省科技攻关项目;河南省市场监管管理局科技计划项目;国家重点实验室开放基金

在线出版日期：2023-02-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：257-265