[发明专利]基于表面增强拉曼散射的高效测定谷物中微量呕吐毒素的新方法

说明书

技术领域

本发明属于仪器分析化学领域，具体涉及一种基于表面增强拉曼散射的新型、高效测定谷物中呕吐毒素(DON)的方法。更具体地涉及一种以银纳米粒子作为表面增强拉曼散射的基底，采用便携式拉曼系统，通过测定玉米、芸豆、燕麦等几种谷物中的DON的表面增强拉曼散射(SERS)光谱，检测谷物中存有的微量DON的新型、高效测定谷物中呕吐毒素的方法。

背景技术

真菌毒素是谷物中真菌的次级代谢产物，产生于田间、运输、加工或储存的过程。每年世界范围内有25％的农作物受到真菌毒素的污染，从而导致了严重的经济损失和安全风险。呕吐毒素的学名为脱氧雪肤镰刀菌烯醇(deoxynivalenol，简写为DON)，是一种B型单端孢霉烯族真菌毒素，由禾谷镰刀菌与黄色镰刀菌产生，主要发生于动物饲料和人类粮食中，如燕麦、玉米、小麦、大麦。

DON对于多种动物和细胞培养过程都有免疫刺激和免疫抑制功能。在细胞水平，主要通过绑定在核糖体上来抑制蛋白质的合成。DON不仅引起谷物的减产，而且对人类和家畜有严重的毒害作用，摄入已被DON污染谷物后，人类和动物会产生的神经性厌食、呕吐、腹泻、消化失调等症状以及随之而来的体重减轻和病理性出血。

为此，许多国家和食品安全组织建立了DON在食品和饲料中的限量标准和指导意见。例如，中国规定DON在粮食和粮食制品中的最大限量为1000μg/kg。日本2002年出台临时限量标准规定DON在小麦中的最大限量为1100μg/kg；加拿大规定DON最大限量在小麦中为2000μg/kg，在小麦粉中为1200μg/kg，在婴儿食品小麦粉中为600μg/kg；2004年，德国对于DON的限量标准着更为严格的规定，为婴儿食品中的100μg/kg至其它谷物产品中的500μg/kg；除此之外，美国规定在已完成的食品中DON限量标准为1000μg/kg；欧盟规定在已加工完成和幼儿食品中DON最大限量为200μg/kg，未加工的硬质小麦、燕麦、玉米种的最大限量为1750μg/kg。

目前很多的分析方法已经被用于DON的检测，例如生物传感序列、荧光偏振免疫分析、气相色谱分析、质谱分析法、液相色谱串联质谱法。然而共同的缺点是成本高、费时、对设备要求高、灵敏度不高，操作繁琐，一般需要粉碎，对环境照成严重污染等，特别是难于现场检测和环境不友好。因此，急需开发一种新型、高效、快速、准确、方便的测定谷物中DON的检测方法，以保证食品安全和人民健康。

拉曼光谱技术对非极性基团中共价键的对称振动十分敏感，它对水不敏感和少有光谱重叠带的特性，为谷物中DON的检测提供更为有效的信息，然而普通拉曼光谱的吸收强度不高，造成检测灵敏度达不到要求。表面增强拉曼散射光谱(SERS)通过将所检测分子绑定在粗糙的银纳米粒子等金属表面，能够巨大增强普通拉曼光谱的强度，SERS基底的最高增强因子可以达到10⁸。

本专利以银纳米粒子作为表面增强拉曼散射的基底，采用便携式拉曼系统，通过检测玉米、芸豆、燕麦等几种谷物中的DON的SERS光谱，达到检测谷物中存有的微量DON的目的。本技术第一次利用SERS技术来分析谷物中的DON,并且达到了快速、灵敏、准确和便携的效果。相比较于其它传统方法，本发明提供的SERS技术不仅可以很好地被应用于多种真菌毒素的检测，还做到了测试低成本，并做到了可以进行现场检测，是一种具有潜在应用价值和开发应用前景的新型测试方法。

发明内容

本发明提供一种基于表面增强拉曼散射的新型、高效测定谷物中呕吐毒素(呕吐毒素)的方法。更具体地是提供一种以银纳米粒子作为表面增强拉曼散射的基底，采用便携式拉曼系统，通过检测玉米、芸豆、燕麦等几种谷物中的DON的表面增强拉曼散射(SERS)光谱，检测谷物中存有的微量DON的新型、高效测定谷物中呕吐毒素的方法。

本发明的方案是：

一种基于表面增强拉曼散射的高效测定谷物中微量呕吐毒素的新方法，具体步骤如下：

(1)确定DON在待测谷物表面的检测限，如检测限低于规定限量，则可将本方法用于检测；

(2)取银纳米粒子基底溶液滴加于待测谷物样品上，测量该样品的SERS光谱，检查所得样品的SERS光谱是具有DON的特征吸收峰，以确定样品中呕吐毒素超限。

拉曼光谱带范围设置为500至2200cm^-1。