5SERS技術(shù)在食品中其他方面的應(yīng)用

5.1SERS技術(shù)結(jié)合其他學(xué)科

拉曼光譜可結(jié)合多種化學(xué)計(jì)量學(xué)、量子力學(xué)理論、光學(xué)等領(lǐng)域知識(shí),對(duì)某些物質(zhì)實(shí)現(xiàn)較好的定量和定性研究。楊丹婷基于密度泛函理論對(duì)水溶液中氨基甲酸乙酯分子的SERS光譜峰進(jìn)行解析﹐發(fā)現(xiàn)特征峰為396、512、672、854、996、1076、1127、1150、1273、1346、1440、1457、1622、1688、2934、2965、2991和3414cm，主要是碳基、C-C鍵、C-H鍵和N-H鍵振動(dòng)，其拉曼峰強(qiáng)與濃度成線性關(guān)系，相關(guān)系數(shù)0.9253,檢測(cè)限達(dá)17.8ug/L。謝云飛利用密度泛函理論結(jié)合超分子技術(shù)研究蒽﹑芘、菲﹑屈、苯并菲、暈苯等6種多環(huán)芳燾分子結(jié)構(gòu)和拉曼光譜信息，建立了多環(huán)芳燒分子定性的理論基礎(chǔ)。滕帥采用密度泛函理論結(jié)合SERS研究磺胺醋酰﹑磺胺喘啶、磺胺苯酰等磺胺類藥物，由于3種磺胺類藥物含有的活性N原子以及分子結(jié)構(gòu)上的差異﹐會(huì)呈現(xiàn)出不同的拉曼光譜及經(jīng)Ag原子配位后﹐其光譜會(huì)有相應(yīng)的增強(qiáng)或者減弱，導(dǎo)致拉曼光譜的差異﹐見(jiàn)表1，為磺胺類生物藥品的痕量檢測(cè)提供理論基礎(chǔ)。

5.2SERS技術(shù)研究生物大分子

拉曼光譜也用于研究生物大分子構(gòu)象、側(cè)鏈殘基構(gòu)型等。蛋白質(zhì)是由一-條或多條具有特定氨基酸序列的多肽鏈構(gòu)成的大分子，由于空間折疊和卷曲等構(gòu)象又可將蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)層次分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)結(jié)構(gòu)。-級(jí)結(jié)構(gòu)是指多肽鏈氨基酸序列，.二級(jí)結(jié)構(gòu)是多肽鏈局部肽段骨架的螺旋結(jié)構(gòu)和折疊結(jié)構(gòu);三級(jí)結(jié)構(gòu)是二級(jí)結(jié)構(gòu)進(jìn)一-步緊密結(jié)構(gòu)的空間排列。四級(jí)結(jié)構(gòu)是寡聚蛋白質(zhì)中各亞基之間在空間上的相互關(guān)系和結(jié)合方式?？臻g結(jié)構(gòu)上的差異，其拉曼光譜會(huì)有差別。大豆分離蛋白拉曼特征峰主要是酰胺I帶和酰胺II帶的特征峰,酰胺I帶是C=O與C-N鍵的伸張，酰胺I帶是C-N鍵的伸張和N-H在平面.上的轉(zhuǎn)折，當(dāng)大豆蛋白經(jīng)低壓均質(zhì)處理后,在壓力在1~8MPa時(shí)，基本保持原有二級(jí)結(jié)構(gòu)特征,僅β-折疊構(gòu)象含量發(fā)生了部分降低及無(wú)規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)含量的增加。隨著壓力的增大(10~30MPa)其二級(jí)結(jié)構(gòu)中a-螺旋和無(wú)規(guī)則卷曲結(jié)構(gòu)明顯增多,β-折疊結(jié)構(gòu)含量顯著下降，760cm的峰是色氨酸側(cè)鏈峰，830.850cm是酪氨酸振動(dòng)峰，1450cm是CH2、CH3的振動(dòng)峰,色氨酸峰強(qiáng)度顯著降低,酪氨酸峰強(qiáng)度增加,C-H譜帶強(qiáng)度先增加后降低,表明蛋白質(zhì)分子結(jié)構(gòu)展開(kāi),疏水基團(tuán)暴露在極性環(huán)境中,壓力(30~40MPa)進(jìn)一一步增加,其β-折疊構(gòu)象含量顯著增大，其他三種構(gòu)象含量的減少,這可能與此狀態(tài)下大豆蛋白亞基聚集行為有關(guān),進(jìn)一步表明大豆分離蛋白形成了可溶性聚集，這與圓二色譜的分析結(jié)果一致。隋會(huì)敏選用對(duì)巰基苯胺分子,在酸性和亞硝酸鈉的作用下被還原成重氮鹽離子,并作為親電試劑快速與目標(biāo)分子組氨酸和酪氨酸在堿性條件下發(fā)生反應(yīng)生成具有N=N雙鍵結(jié)構(gòu)的偶氮分子，由于2種氨基酸結(jié)構(gòu)不同，所產(chǎn)生的偶氮產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)也不同，其拉曼光譜信息也不同,然后以Ag納米粒子作為增強(qiáng)基底,利用偶氮分子特征峰與氨基酸濃度對(duì)數(shù)關(guān)系對(duì)相應(yīng)氨基酸進(jìn)行定量分析,實(shí)驗(yàn)過(guò)程1min可完成，實(shí)現(xiàn)對(duì)混合物中2種氨基酸的同時(shí)鑒別。

此外,由表2可知，拉曼光譜還可以應(yīng)用于食品其他領(lǐng)域。如Wu等通過(guò)電子束斜角沉積的方法制備出銀納米棒基底,通過(guò)拉曼顯微鏡,獲得了不同濃度黃曲霉毒素B、B2、G、G2的SERS光譜圖。SERS技術(shù)可用于食品中非法添加物的快速鑒別和測(cè)定、真菌毒素、食品摻偽、有害成分、食物腐敗的檢測(cè)、微生物以及食品品質(zhì)等方面的研究,取得一定效果,但還沒(méi)有普遍使用，是一個(gè)新興的思路和探究方向。

6結(jié)語(yǔ)

SERS技術(shù)在食品領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。但在實(shí)際應(yīng)用中,也存在一些尚未解決的問(wèn)題，如拉曼光譜相對(duì)較弱﹐容易受到熒光干擾等的問(wèn)題。食品基質(zhì)復(fù)雜，熒光效應(yīng)會(huì)影響分析物與基底之間的吸附﹐從而大大降低甚至無(wú)法得到SERS信號(hào)，直接影響拉曼光譜的檢測(cè)結(jié)果。如何去除或減少熒光效應(yīng)是拉曼領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。此外，SERS不具備分離功能，對(duì)于一些沒(méi)有拉曼相應(yīng)的物質(zhì)，需經(jīng)修飾后才會(huì)有拉曼響應(yīng)﹐樣品前處理操作會(huì)降低SERS的便捷性。目前前處理方法復(fù)雜，多為溶劑萃取-固相萃取法﹐耗時(shí)且成本高，不能達(dá)到快速的目的。如何將SERS技術(shù)與其他分離技術(shù)整合﹐將

是未來(lái)的重點(diǎn)方向之一。再者，拉曼技術(shù)在儀器分辨率﹑穩(wěn)定性、靈敏度等方面還存在巨大的提高空間。

SERS技術(shù)越來(lái)越多用于食品中添加劑﹑痕量危害化學(xué)物質(zhì)以及食物成分的檢測(cè)，而食品加工過(guò)程中,某些物質(zhì)的轉(zhuǎn)化產(chǎn)物.代謝物、反應(yīng)產(chǎn)物、雜質(zhì)等副產(chǎn)物等等的應(yīng)用與分析較少,這將是SERS分析的熱點(diǎn)之一。

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