李冰雁 賈飛 劉毅 李興民

摘 要：肉制品安全一直是食品安全中備受關(guān)注的一部分，而食源性致病菌是全球公共衛(wèi)生和人類健康的一大威脅因素，因此肉制品中食源性致病菌的檢測(cè)是肉品行業(yè)和食品安全檢測(cè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題?？紤]到肉制品作為一種快消品，其中食源性致病菌快速檢測(cè)技術(shù)的研發(fā)刻不容緩。表面增強(qiáng)拉曼光譜（surface-enhanced Raman spectroscopy，SERS）因其優(yōu)異的檢測(cè)特性，被許多學(xué)者應(yīng)用于食品安全快速檢測(cè)領(lǐng)域。本文簡(jiǎn)要綜述SERS技術(shù)及其在肉制品食源性致病菌快速檢測(cè)中的應(yīng)用，并對(duì)其在食品快速檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用前景作出展望。

關(guān)鍵詞：表面增強(qiáng)拉曼光譜;肉制品;食源性致病菌;快速檢測(cè)

Abstract： The safety of meat products has always been a major concern in food safety， and foodborne pathogens are a major threat to public hygiene and human health in the world. Therefore， the detection of foodborne pathogens in meat products is a hot issue in the field of meat industry and food safety testing. Considering the nature of meat products as a fast moving consumer good （FMCG）， it is urgent to develop technologies for the rapid detection of foodborne pathogens in meat products. Surface-enhanced Raman spectroscopy （SERS） has been widely used by researchers in the rapid detection of food safety due to its excellent characteristics. This article briefly reviews SERS and its application in the rapid detection of foodborne pathogens in meat products， and concludes with an outlook on future prospects in this field.

Keywords： surface-enhanced Raman spectroscopy （SERS）; meat products; foodborne pathogens; rapid detection

DOI：10.7506/rlyj1001-8123-20200914-222

中圖分類號(hào)：TS251.7? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1001-8123（2020）10-0076-06

近年來(lái)，由各種食品引起的食源性疾病屢見報(bào)道，其中包括食品農(nóng)/獸藥殘留、非法添加劑的使用以及食源性致病菌等，對(duì)全球公共衛(wèi)生健康和食品質(zhì)量安全構(gòu)成了巨大威脅。食源性致病菌即以食物為媒介，對(duì)人體健康造成傷害的一類病原體[1]。據(jù)美國(guó)疾控中心統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2011年美國(guó)約有12.8 萬(wàn)人因患食源性疾病住院，美國(guó)平均每年有3 000 人死于食源性疾病[2]。而這些食源性疾病患者中很大一部分是因食用了被食源性致病菌或其產(chǎn)生毒素污染的食物或飲用水而引起食物中毒，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致死亡。我國(guó)現(xiàn)行的GB 29921—2013《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品中致病菌限量》中對(duì)不同類別食品的致病菌指標(biāo)、采樣方案及限量和檢驗(yàn)方法作出規(guī)定，其中肉制品中常見的致病菌包括沙門氏菌（Salmonella）、單核細(xì)胞增生李斯特菌（Listeria monocytogenes）、金黃色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）和大腸埃希氏菌O157：H7（Escherichia coli O157：H7）[3]。

目前，常規(guī)的食源性致病菌檢測(cè)方法多為細(xì)菌培養(yǎng)法，此方法所得結(jié)果較為準(zhǔn)確，但操作復(fù)雜、耗時(shí)費(fèi)力，只適用于實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)。而食品檢測(cè)往往需要迅速、高效、便捷的操作，并且許多情況下需要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，因此，快速檢測(cè)技術(shù)的研究刻不容緩。目前，已有許多新技術(shù)應(yīng)用于食源性致病菌的快速檢測(cè)，如多重聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（polymerase chain reaction，PCR）分析法[4]、免疫分析法[5]以及生物傳感器法[6]等。其中，表面增強(qiáng)拉曼光譜（surface-enhanced Raman spectroscopy，SERS）因其優(yōu)異的檢測(cè)特性而備受各界關(guān)注，在食品快速檢測(cè)領(lǐng)域也得到廣泛應(yīng)用，對(duì)食品添加劑[7]、農(nóng)/獸藥殘留[8]、重金屬[9]等物質(zhì)的檢測(cè)均有研究報(bào)道。

1 SERS

1.1 拉曼光譜

當(dāng)光束照射到物質(zhì)表面時(shí)，會(huì)出現(xiàn)透過(guò)、吸收、反射、折射等多種光學(xué)現(xiàn)象。在光散射現(xiàn)象中，大部分光與物質(zhì)之間不會(huì)發(fā)生能量交換，與入射光相比，折射光的方向發(fā)生改變但波長(zhǎng)不變，此為彈性散射，也稱瑞利散射;少部分光會(huì)與物質(zhì)發(fā)生能量交換，其傳播方向和波長(zhǎng)均發(fā)生變化，這種現(xiàn)象即為非彈性散射[10-11]。

1928年，印度科學(xué)家Raman C.V.用汞燈照射液體苯研究散射現(xiàn)象，首次揭示了非彈性散射的存在[12]，并因此將非彈性散射命名為拉曼散射。

物質(zhì)發(fā)生拉曼散射會(huì)產(chǎn)生拉曼光譜，其與紅外光譜都屬于分子振動(dòng)光譜，通過(guò)物質(zhì)分子中的官能團(tuán)振動(dòng)產(chǎn)生圖譜，而不同分子中的官能團(tuán)各不相同，每種分子都具有唯一且確定的拉曼光譜[13]。因此，拉曼光譜可作為分子的指紋光譜，提供分子結(jié)構(gòu)信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)物質(zhì)快速檢測(cè)的目的[14]。

采用拉曼光譜對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分析檢測(cè)，對(duì)樣品內(nèi)部結(jié)構(gòu)不會(huì)產(chǎn)生影響，可實(shí)現(xiàn)無(wú)接觸、無(wú)損傷檢測(cè)。拉曼光譜檢測(cè)溶液樣品時(shí)對(duì)所使用的溶劑無(wú)嚴(yán)格限制，尤其適合水溶液的檢測(cè)，因?yàn)樗睦?yīng)非常弱，幾乎不會(huì)對(duì)待測(cè)物質(zhì)的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生影響，可以簡(jiǎn)化水溶液樣品的前處理過(guò)程。但是，實(shí)驗(yàn)中有學(xué)者觀察到大約每108～1010 個(gè)光子中只有1 個(gè)能發(fā)生拉曼散射，且易受干擾，導(dǎo)致其信號(hào)強(qiáng)度較弱，因此拉曼光譜在痕量物質(zhì)檢測(cè)方面的應(yīng)用受到極大的限制[15]。

1.2 SERS定義

英國(guó)南安普頓大學(xué)學(xué)者Fleischmann等于1974年在粗糙銀電極表面檢測(cè)吡啶分子的實(shí)驗(yàn)中觀察到拉曼信號(hào)被放大的現(xiàn)象，但其僅將這種增強(qiáng)效果簡(jiǎn)單歸咎于電極表面粗糙化增大了表面積使得更多的吡啶分子被吸附[16]。研究[17-18]通過(guò)重復(fù)Fleischmann的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)拉曼信號(hào)被放大了106 倍，他們認(rèn)為這種信號(hào)增強(qiáng)效果不僅僅是因?yàn)楸砻娣e增大，還存在其他的表面效應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)拉曼信號(hào)的放大。這種貴金屬表面粗糙化處理使得拉曼信號(hào)增強(qiáng)的現(xiàn)象，被稱作SERS。

1.3 SERS信號(hào)增強(qiáng)機(jī)制

目前學(xué)界對(duì)于SERS信號(hào)增強(qiáng)機(jī)制的原理尚無(wú)確切定論，但主流觀點(diǎn)認(rèn)為這種拉曼信號(hào)顯著增強(qiáng)效應(yīng)的機(jī)理來(lái)源于兩方面：物理增強(qiáng)機(jī)制（光電磁場(chǎng)）和化學(xué)增強(qiáng)機(jī)制（金屬表面與吸附分子之間電荷轉(zhuǎn)移）[19]。

當(dāng)光束照射在粗糙化處理的金屬表面時(shí)，會(huì)形成一個(gè)局域電場(chǎng)，引起拉曼信號(hào)的增強(qiáng)，即利用光電磁場(chǎng)理論來(lái)解釋SERS機(jī)理。物理增強(qiáng)機(jī)理的模型包括表面等離子體共振[20]、避雷針效應(yīng)[21]、天線共振子模型[22]和鏡像場(chǎng)作用[23]。雖然這些物理模型在一定程度上解釋了拉曼信號(hào)增強(qiáng)的原因，但仍未能完全闡明SERS的機(jī)理[24]。

在此基礎(chǔ)上，有學(xué)者提出利用化學(xué)理論來(lái)解釋SERS物理增強(qiáng)機(jī)制無(wú)法說(shuō)明的現(xiàn)象?；瘜W(xué)增強(qiáng)機(jī)制是從金屬表面與吸附分子之間電荷轉(zhuǎn)移的角度對(duì)SERS進(jìn)行闡釋，包括電荷轉(zhuǎn)移模型[25]、活位模型[26]和分子-金屬成鍵模型[27]。與物理增強(qiáng)相比，化學(xué)增強(qiáng)通常只有1～2 個(gè)數(shù)量級(jí)[28]。

單獨(dú)的某種機(jī)制均無(wú)法很好地解釋SERS的現(xiàn)象，因此在大部分SERS系統(tǒng)中，物理增強(qiáng)和化學(xué)增強(qiáng)都是同時(shí)存在的，只是對(duì)于拉曼信號(hào)增強(qiáng)效果的貢獻(xiàn)比例不同[29]。

1.4 SERS基底

在早期的SERS研究中，研究者多使用金屬電極作為SERS基底，并探究其放大拉曼信號(hào)的作用機(jī)制。Temperini等[30]沿用銀電極研究被其吸附的4-甲基吡啶的SERS，并深入探究其中的分子振動(dòng)效應(yīng)以及電荷轉(zhuǎn)移機(jī)制。Rubim等[31]使用銅電極測(cè)定含吡啶的碘化物水溶液的SERS和熒光光譜，并提出了一種帶正電荷的金屬離子模型來(lái)解釋SERS的活性位點(diǎn)。Markwort等[32]在鉑基微電極上形成沉積銀用于檢測(cè)氰化物的SERS，并對(duì)沉積銀的形成條件以及SERS參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，制得單個(gè)微電極陣列，為SERS技術(shù)的應(yīng)用前景開拓了思路。

現(xiàn)在使用最多的SERS基底材料是納米金屬粒子，主要是利用其獨(dú)特的光、電、物化特性以及比表面積大等特點(diǎn)。較為常見的材料有納米金粒子和納米銀粒子等[33-34]。

也有學(xué)者將納米金屬材料制成不同形狀粒子進(jìn)行檢測(cè)，以提高SERS的信號(hào)強(qiáng)度。Zhou Ting等[35]制備Fe3O4/Au@ATP@Ag納米棒夾心結(jié)構(gòu)，基于SERS檢測(cè)魚肉中的組胺含量，并在納米棒的殼核結(jié)構(gòu)中加入內(nèi)標(biāo)4-對(duì)氨基苯硫酚防止拉曼信號(hào)受到干擾，結(jié)果表明，樣品中組胺濃度在10-3～10-8 mol/L范圍內(nèi)線性關(guān)系良好。Nehra等[36]通過(guò)控制聚乙烯吡咯烷酮和金離子的物質(zhì)的量比合成核尺寸、針尖長(zhǎng)度和針尖數(shù)目不同的星狀納米金粒子，發(fā)現(xiàn)尖端數(shù)目越多、與核的比例越高的星狀納米金粒子在SERS活性方面也會(huì)表現(xiàn)出更優(yōu)異的性能，催化速率常數(shù)和SERS增強(qiáng)因子可高達(dá)109。Yu Huizhen等[37]制備一種“金納米花（AuNFs）”材料，該粒子由實(shí)心金核、空心金殼和花狀金殼3 部分組成，內(nèi)置內(nèi)標(biāo)拉曼信號(hào)分子，通過(guò)與細(xì)菌特異性DNA序列雜交，實(shí)現(xiàn)對(duì)于不同細(xì)菌的定量檢測(cè)，靈敏度可低至單個(gè)細(xì)菌。

納米金屬粒子除以溶膠的形式用作SERS基底，還可以附著在其他材料表面制成固相片狀基底，能有效改善液相基底檢測(cè)重現(xiàn)性差的問(wèn)題。目前市面上已實(shí)現(xiàn)商用化的SERS芯片主要為硅基襯底涂覆金或銀實(shí)現(xiàn)對(duì)于拉曼信號(hào)的增強(qiáng)，但是材料本身的半定量特性仍然限制了其在準(zhǔn)確定量檢測(cè)中的應(yīng)用，因此提高固相基底的檢測(cè)特性也是SERS研究領(lǐng)域中的一大熱點(diǎn)。Shi Huayi等[38]在硅晶片上涂覆納米銀顆粒制成基底，再連接一段包含2 個(gè)獨(dú)立片段的DNA序列結(jié)構(gòu)，當(dāng)靶標(biāo)物質(zhì)存在時(shí)會(huì)使基底上2 種拉曼信標(biāo)物質(zhì)的信號(hào)強(qiáng)度比例發(fā)生變化，從而達(dá)到檢測(cè)目的，這種功能化的SERS基底具備高靈敏度、特異性和重現(xiàn)性。Duan Nuo等[39]將納米金粒子涂覆到聚二甲基硅氧烷膜上，并連接特定病原體的適配體使其功能化，可特異性捕獲靶標(biāo)致病菌，加入拉曼信號(hào)分子修飾的適配體功能化納米金粒子探針形成“三明治”結(jié)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)多種病原體的檢測(cè)。

除了金和銀以外，許多學(xué)者致力于探究可用作SERS基底的非貴金屬材料。半導(dǎo)體金屬及其化合物作為SERS基底材料具有成本低、無(wú)毒、化學(xué)穩(wěn)定性好、生物相容性高等優(yōu)點(diǎn)，關(guān)鍵問(wèn)題在于如何有效提高檢測(cè)的靈敏度。Wang Xiaotian等[40]以Cu2O納米立方體為模板合成空心Zn（OH）2納米籠，經(jīng)過(guò)250 ℃脫水處理得到非晶態(tài)ZnO納米籠，這種獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)提供了一個(gè)理想的光學(xué)諧振腔，不僅實(shí)現(xiàn)籠內(nèi)的光捕獲，還增大了表面積供探針?lè)肿游?，因此表現(xiàn)出優(yōu)異的SERS活性，增強(qiáng)系數(shù)高達(dá)6.62×105，增強(qiáng)效果優(yōu)于結(jié)晶ZnO納米籠。Yang Libin等[41]使用不同結(jié)晶度的TiO2納米粒子作為SERS基底檢測(cè)環(huán)丙沙星（ciprofloxacin，CIP）分子，發(fā)現(xiàn)CIP分子和TiO2納米粒子之間存在SERS效應(yīng)相互增強(qiáng)的現(xiàn)象，并探究得到當(dāng)煅燒溫度450 ℃、吸附溶液pH 6、吸附時(shí)間9 h時(shí)，TiO2納米粒子對(duì)CIP分子有最大的SERS增強(qiáng)效果。此外，TiO2可作為光催化劑促進(jìn)一些物質(zhì)的光降解，若能應(yīng)用在有害物檢測(cè)領(lǐng)域，未來(lái)可能會(huì)發(fā)展成為具備高靈敏檢測(cè)和高效降解特性的多功能平臺(tái)[42]。

SERS克服了普通拉曼光譜信號(hào)弱的弊端，保留了拉曼光譜檢測(cè)特異性強(qiáng)、靈敏度高、高通量、低成本等突出優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于分子結(jié)構(gòu)分析以及痕量物質(zhì)檢測(cè)[43-44]，突出的優(yōu)點(diǎn)使其在食品檢測(cè)領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

2 SERS在肉制品常見食源性致病菌檢測(cè)中的應(yīng)用

2.1 SERS檢測(cè)沙門氏菌

沙門氏菌在世界范圍內(nèi)是引起食品安全問(wèn)題的主要致病菌之一，在肉制品、乳品、禽蛋中均有檢出。在對(duì)我國(guó)市售生畜肉的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，沙門氏菌在豬肉中的檢出率高于牛、羊肉[45]。食用被沙門氏菌污染的食品易引發(fā)細(xì)菌性腸胃炎、敗血癥和心肌炎等多種疾病[46-47]。

Duan Nuo等[48]制備金核銀殼納米粒子作為SERS基底，通過(guò)修飾適配體1（apt1）使其功能化，并在適配體2（apt2）上修飾X-羅丹明（X-rhodamine，ROX）作為拉曼報(bào)告元件，鼠傷寒沙門氏菌（S. typhimurium）與適配體特異性結(jié)合形成Au@Ag-apt1-菌體-apt2-ROX的“三明治”復(fù)合結(jié)構(gòu)，利用ROX在1 628 cm-1拉曼位移處的特征峰強(qiáng)度檢測(cè)細(xì)菌濃度，檢測(cè)限為15 CFU/mL。Ma Xiaoyuan等[49]將生物素化適配體固定在微孔板上以捕獲待測(cè)的鼠傷寒沙門氏菌，在多刺納米金粒子（spiny gold nanoparticles，SGNPs）上修飾巰基化適配體和拉曼信號(hào)分子4-巰基苯甲酸（4-mercaptobenzoic acid，p-MBA）作為SERS納米探針與待測(cè)菌結(jié)合，檢測(cè)p-MBA在1 586 cm-1拉曼位移處的特征峰強(qiáng)度，測(cè)得檢測(cè)限為4 CFU/mL，該方法在豬肉樣品中的檢測(cè)回收率為96.55%～105.45%，檢測(cè)效果良好。SGNPs的分支尖端對(duì)SERS的場(chǎng)增強(qiáng)非常顯著，在同等實(shí)驗(yàn)條件下，相比于納米球和納米棒，SGNPs表現(xiàn)出更強(qiáng)的SERS增強(qiáng)效應(yīng)。蘇藍(lán)[50]以納米金粒子為SERS基底對(duì)鼠傷寒沙門氏菌進(jìn)行直接檢測(cè)，與大腸桿菌對(duì)比發(fā)現(xiàn)，有7 個(gè)特征峰存在明顯差別，并推斷這種差異主要是由于細(xì)菌細(xì)胞外壁蛋白質(zhì)骨架結(jié)構(gòu)組成不同造成的。同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了對(duì)鼠傷寒沙門氏菌2 種常用工程菌株的鑒別，建立的分類模型準(zhǔn)確率達(dá)到100%，對(duì)敏感和抗性菌株的鑒別模型錯(cuò)分率僅為4.0%和3.5%。

2.2 SERS檢測(cè)單核細(xì)胞增生李斯特菌

單核細(xì)胞增生李斯特菌是一種常見的食源性致病菌，老人、兒童、孕婦及其他免疫力低下人群均為易感人群，感染病癥可表現(xiàn)為腦膜炎、敗血癥等[51]。據(jù)歐洲食品安全局和歐洲疾病預(yù)防控制中心發(fā)布的報(bào)告，2018年歐洲發(fā)現(xiàn)2 500多例李斯特菌感染病例，病死率高達(dá)15.6%[52]。

Teixeira等[53]將微流體技術(shù)、環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增（loop-mediated isothermal amplification，LAMP）技術(shù)與SERS相結(jié)合，在納米金粒子上修飾穩(wěn)定劑巰基化聚乙二醇、拉曼信號(hào)分子1-萘硫酚和生物誘導(dǎo)螯合劑谷胱甘肽，利用谷胱甘肽和LAMP擴(kuò)增DNA過(guò)程中產(chǎn)生的焦磷酸與游離鎂離子絡(luò)合使納米金粒子聚集，從而引起1-萘硫酚的拉曼信號(hào)強(qiáng)度變化，從而對(duì)體系中的單核細(xì)胞增生李斯特菌實(shí)現(xiàn)間接檢測(cè)，目標(biāo)DNA的檢測(cè)限低至102 pg/μL，這種方法有效避免了SERS無(wú)標(biāo)簽直接檢測(cè)DNA分子所得到的復(fù)雜結(jié)果，使數(shù)據(jù)分析更加簡(jiǎn)潔直觀。Huang Deqiu等[54]制備一種基于黑磷金濾紙的無(wú)標(biāo)簽三維SERS（3D-SERS）基底，樣品無(wú)需處理可直接進(jìn)行檢測(cè)，3D-SERS基底相比于2D-SERS基底具有更大的表面積和更多信號(hào)增強(qiáng)“熱點(diǎn)”，具有靈敏度高、制備簡(jiǎn)便、成本低廉等特點(diǎn)，通過(guò)主成分分析（principle component analysis，PCA）和線性判別分析對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特菌及其他食源性致病菌進(jìn)行特異性識(shí)別，整個(gè)檢測(cè)過(guò)程僅需幾分鐘。Akcinar等[55]利用磁性納米金粒子修飾抗體對(duì)樣品中的單核細(xì)胞增生李斯特菌進(jìn)行預(yù)富集，再將連接抗體和拉曼信號(hào)分子的納米金粒子與菌體共同孵育，使信號(hào)探針與細(xì)菌相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)菌的定量檢測(cè)，測(cè)得磁性納米金粒子對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特菌的捕獲效率為75%，檢測(cè)方法優(yōu)化后的檢測(cè)限為12 CFU/mL，并在食品樣品中驗(yàn)證了該方法的實(shí)用性。

2.3 SERS檢測(cè)金黃色葡萄球菌

金黃色葡萄球菌能引起人類多種疾病如感染性心內(nèi)膜炎、感染性關(guān)節(jié)炎等，是世界范圍內(nèi)對(duì)人類健康的一大威脅。其分泌的腸毒素會(huì)使人體出現(xiàn)嘔吐、腹瀉等癥狀并引起急性食物中毒，產(chǎn)生的細(xì)胞壁相關(guān)蛋白能引發(fā)骨髓炎、鼻竇炎、中耳炎等慢性炎癥，甚至導(dǎo)致感染者死亡[56]。

Potluri等[57]將SERS與PCR技術(shù)相結(jié)合開發(fā)一種高度特異性的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（methicillin-resistant Staphylococcus aureus，MRSA）檢測(cè)方法，對(duì)MRSA中的2 個(gè)特定基因序列mecA和femA進(jìn)行PCR擴(kuò)增并生物素化，與經(jīng)鏈霉親和素修飾的磁性粒子和連接捕獲探針及拉曼信號(hào)分子4-MBA及4-巰基-3-硝基苯甲酸的納米金粒子相結(jié)合，形成納米金粒子-PCR-磁珠復(fù)合物，利用磁鐵完成靶標(biāo)DNA的收集和分離，在1 077 cm-1和1 340 cm-1處檢測(cè)得到2 個(gè)指示目標(biāo)基因的特征峰，可檢測(cè)的DNA拷貝數(shù)最低為104。Wang Yanlin等[58]利用抗體修飾的改性磁性氧化鐵粒子（IgG@MNPs）捕獲細(xì)菌，再向體系中加入硼酸功能化聚多巴胺（polymerized dopamine，PDA）涂層金核銀殼納米粒子，當(dāng)SERS信標(biāo)分子PDA與細(xì)菌表面相結(jié)合時(shí)，拉曼信號(hào)被放大108 倍，對(duì)測(cè)得光譜的PCA和層次聚類分析結(jié)果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌分類的最佳標(biāo)志是其表面的蛋白質(zhì)和多糖信號(hào)（1 300～1 450 cm-1），該方法可實(shí)現(xiàn)對(duì)金黃色葡萄球菌及其他多種細(xì)菌的鑒別及檢測(cè)，最低檢出限為10 CFU/mL，檢測(cè)過(guò)程僅需30 min。Zhang Hui等[59]利用適配體固定化磁性納米金粒子對(duì)待測(cè)菌進(jìn)行捕獲，用拉曼信號(hào)分子和適配體修飾的納米金粒子作信號(hào)探針，通過(guò)適配體與細(xì)菌相連形成“三明治”結(jié)構(gòu)，對(duì)細(xì)菌的拉曼信號(hào)放大并檢測(cè)，在最佳檢測(cè)條件下金黃色葡萄球菌的檢出限為35 CFU/mL，以豬肉為檢測(cè)樣品時(shí)回收率為94.12%～102.75%，可應(yīng)用于實(shí)際樣品的檢測(cè)，該方法具有靈敏度高、選擇性好、檢測(cè)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，還可實(shí)現(xiàn)與鼠傷寒沙門氏菌的同時(shí)檢測(cè)。

2.4 SERS檢測(cè)大腸埃希氏菌O157：H7

大腸埃希氏菌O157：H7是腸出血性大腸桿菌中最為典型的一種，其感染劑量極低，致病性極強(qiáng)，能引起出血性腸炎、溶血性尿毒綜合癥和血栓形成性血小板減少性紫癜等多種腸道疾病，嚴(yán)重時(shí)能造成病人死亡[60]。

Guven等[61]將免疫磁分離和SERS相結(jié)合對(duì)大腸埃希氏菌O157：H7進(jìn)行測(cè)定，將生物素標(biāo)記的抗大腸桿菌抗體固定在親和素磁性納米粒子上，制備金涂層磁珠納米粒子用于細(xì)菌的分離和濃縮，用2-硝基苯甲酸修飾的金納米棒作為信號(hào)探針與鍍金磁珠納米粒子-抗體-大腸桿菌復(fù)合物共同孵育，細(xì)菌濃度與SERS信號(hào)強(qiáng)度在10～104 CFU/mL范圍內(nèi)呈良好線性關(guān)系（R2=0.992），檢出限為8 CFU/mL，檢測(cè)操作在70 min內(nèi)即可完成。Zhu Tingfeng等[62]在納米金粒子表面包覆一層較厚的二氧化硅外殼，并在兩層之間嵌入拉曼信號(hào)分子4，4-聯(lián)吡啶，與普通AuNP/AgNP型SERS納米探針相比，該技術(shù)可避免外界因素對(duì)SERS檢測(cè)過(guò)程的影響，使檢測(cè)穩(wěn)定性得到提高，并可應(yīng)用在復(fù)雜的生化環(huán)境中。將該技術(shù)應(yīng)用于大腸埃希氏菌O157：H7的檢測(cè)，檢測(cè)限低至10 CFU/mL，并成功實(shí)現(xiàn)在實(shí)際樣品中的檢測(cè)，回收率為95.5%～114.8%。You等[63]等制備一種金納米粒子涂層淀粉磁珠（AuNP@SMBs），并在表面用雙功能連接蛋白-4×金結(jié)合肽標(biāo)記葡萄球菌蛋白G功能化，這種連接蛋白存在GBP和SPG 2 個(gè)結(jié)構(gòu)域，分別對(duì)納米金粒子和抗體的Fc區(qū)域有特定親和力，可以將大腸埃希氏菌O157：H7特異性抗體定向固定在納米金粒子表面;同時(shí)，連接蛋白在該檢測(cè)體系中還起到拉曼信號(hào)分子的作用，在1 380 cm-1處可以觀察到特征峰，其振幅與目標(biāo)細(xì)菌濃度在100～105 CFU/mL范圍內(nèi)呈最優(yōu)線性相關(guān)性。Zhou Shuaihuai等[64]開發(fā)一種納米骨架型SERS探針，采用“一鍋合成”法將大腸桿菌O157：H7的適配體（Apt-1）和信號(hào)分子羅丹明B（rhodamine B，RhB）偶連在金納米棒上，這種組合在檢測(cè)中表現(xiàn)出良好的識(shí)別性、穩(wěn)定性和顯著的拉曼信號(hào)增強(qiáng)效果，該方法可以克服傳統(tǒng)的適配體與蛋白質(zhì)配對(duì)連接中所產(chǎn)生的位移、競(jìng)爭(zhēng)及假陽(yáng)性等問(wèn)題。在優(yōu)化的實(shí)驗(yàn)條件下，RhB在1 350 cm-1處的拉曼吸收強(qiáng)度與大腸埃希氏菌O157：H7濃度在10～104 CFU/mL范圍內(nèi)呈良好的線性關(guān)系（R2=0.998 2），并在飲用水和食品樣品中驗(yàn)證了該方法的準(zhǔn)確性和適用性。

3 結(jié) 語(yǔ)

SERS檢測(cè)法具有特異性好、不直接接觸樣品、檢測(cè)通量高、檢測(cè)成本低等優(yōu)點(diǎn)，對(duì)分子結(jié)構(gòu)分析和痕量物質(zhì)的檢測(cè)以及單分子和單細(xì)胞的檢測(cè)具有強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)，非常適合用于食源性致病菌的快速檢測(cè)。相比于傳統(tǒng)檢測(cè)方法，SERS檢測(cè)食源性致病菌時(shí)樣品無(wú)需經(jīng)過(guò)復(fù)雜處理，檢測(cè)時(shí)間短，檢測(cè)限低，因此應(yīng)用前景廣闊。但是，目前SERS檢測(cè)食源性致病菌多數(shù)在溶液體系中完成，以食物為樣品進(jìn)行檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)較少，且部分實(shí)驗(yàn)僅對(duì)單一的食物品種進(jìn)行檢測(cè)，而在實(shí)際情況中一種致病菌常常存在于多種食品當(dāng)中。因此，SERS檢測(cè)是否能走出實(shí)驗(yàn)室，真正應(yīng)用于實(shí)際中的食品安全檢測(cè)，還需要更多的研究進(jìn)行鋪墊。

同時(shí)，SERS應(yīng)用于食品快速檢測(cè)領(lǐng)域還可以從以下兩方面繼續(xù)深入探索：1）實(shí)際情況下，樣品中往往會(huì)存在多種致病菌或有害物質(zhì)，為提高檢測(cè)效率，應(yīng)開發(fā)多靶標(biāo)高通量的SERS檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)食品風(fēng)險(xiǎn)因素的同時(shí)檢測(cè);2）食品安全檢查往往需要在短時(shí)間內(nèi)對(duì)食品進(jìn)行檢測(cè)，因此需要檢測(cè)設(shè)備便攜化，目前市面上的手持式拉曼光譜儀造價(jià)較為昂貴，且功能較為單一，難以在檢測(cè)機(jī)構(gòu)部門中普及使用，因此研制價(jià)格低、功能完備的SERS檢測(cè)設(shè)備也是亟待解決的難題。隨著研究深入以及其他相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，SERS技術(shù)必將在食品安全快速檢測(cè)及其他學(xué)科領(lǐng)域占有重要一席。

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