[00967101]拉曼光谱快速高灵敏检测策略及其食品安全分析应用

该项目属于光谱快速检测领域，所属学科分析化学，是食品安全、纳米材料化学，表面化学和激光拉曼谱学等多学科交叉融合。为响应全面实施国家食品安全战略，发展用于食品从农田到餐桌全程监管的快速表面增强拉曼散射(SERS)检测策略。在国家自然科学基金委和上海市科委等基金项目的资助下，针对该策略中关键光谱信号增强基底稳定性差以及定量分析性能不佳的科学问题，以肌醇六磷酸酯新型胶束体系为软模板，制备了系列高稳定具高增强因子的SERS基底，在无需复杂样品前处理的情况下，构建了果蔬农药残留、谷物生物毒素、食品中不良添加剂、食用油中苯并芘、水中抗生素以及金属离子等高灵敏快速拉曼检测策略，为“健康上海2030”规划纲要中要求构建食品安全技术“防火墙”提供解决方案。代表性研究成果如下： (1)高稳定高灵敏SERS基底制备策略和食品中不良添加物检测方案：市售增强基底主要来自美国两家公司，或价格昂贵(SERS芯片，人民币650元/片，易在使用环境中污染，已经停产)，或在灵敏度与稳定性上差强人意(SERS小瓶，500美金/10瓶，误差大于20％，稳定性不足2个月)，无法满足快速定量分析要求。该课题组基于新发现的肌醇六磷酸酯胶束体系，以水热合成法，制备了高稳定(>18月)的SERS基底，增强因子达10⁸，分析重现性高，1mL成本小于200元人民币，一次样品测试耗用才10μL。建立了牛奶中三聚氰胺、牛奶中异硫氰根残留、辣椒酱中罗丹明B色素不良添加、面制品中致敏发泡剂的快速分析方法。 (2)制备功能化SERS基底用于农作物产品安全评价：针对不同农作物产品安全评价的要求，对上述高稳定的SERS基底进行功能化改性，进一步提高分析的灵敏度，制备了网状磁性SERS基底，无需样品复杂前处理，实现了蔬果表面SERS基底的快速磁分散，在5分钟内，可测到飞摩尔级的农药残留；提高SERS基底疏水性，在15分钟内，实现食用油中ppb级苯并芘检出，可为食用油质量控制提供快筛技术。 (3)制备复合高灵敏SERS基底，实现免标记痕量分析：基于花状金SERS基底、核壳结构SERS基底和多巴胺固载银SERS基底的设计和制备，提高了热点(hot-spot)分布，利用分子本身的振动指纹特征，实现免标记水中抗生素和丙烯酰胺等快速痕量定量分析。 该项目创新点是基于肌醇六磷酸酯胶束新体系，发展了批量制备高稳定SERS基底的合成与修饰策略，利用台式或便携式拉曼光谱仪，实现了食品安全多个领域有害有毒致病物质的快速定量分析检测，应用前景良好。在Food Chemistry，Small，Journal of Material Chemistry和Sensors and Actuator B：Chemistry等期刊上发表论文20篇，5篇代表作SCI他引78次。