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        拉曼光譜在食品包裝和生物污染物快速檢測(cè)中的運(yùn)用

        2021-09-13 07:02:04董振華朱晗昀
        食品安全導(dǎo)刊·中旬刊 2021年8期
        關(guān)鍵詞:拉曼光譜快速檢測(cè)食品包裝

        董振華 朱晗昀

        摘 要:食品包裝材料種類(lèi)繁多,需嚴(yán)格對(duì)其進(jìn)行檢測(cè),保障包裝袋的安全性?;诖?,本文對(duì)拉曼光譜檢測(cè)方法進(jìn)行探究,簡(jiǎn)要分析了拉曼光譜在食品包裝和生物污染物快速檢測(cè)中的運(yùn)用。

        關(guān)鍵詞:拉曼光譜;食品包裝;生物污染物;快速檢測(cè)

        食品包裝檢測(cè)工作非常重要,可有效控制包裝安全性。為此,需要合理運(yùn)用拉曼光譜技術(shù),提升檢測(cè)效率,保障檢測(cè)過(guò)程的順利進(jìn)行。拉曼光譜檢測(cè)不會(huì)對(duì)檢測(cè)對(duì)象造成損壞,可對(duì)生物污染物進(jìn)行有效地檢測(cè),檢測(cè)結(jié)果具有較高的精度,保障檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

        1 拉曼光譜在食品包裝檢測(cè)中的主要技術(shù)

        1.1 表面增強(qiáng)拉曼光譜技術(shù)

        拉曼光譜具有較強(qiáng)的穿透性,采用表面增強(qiáng)方式使強(qiáng)度提升102~103倍,可提高拉曼光譜的檢測(cè)效率。受到粗糙金屬表面的影響,可使待測(cè)物的拉曼信號(hào)顯著增強(qiáng),擴(kuò)大拉曼光譜的運(yùn)用領(lǐng)域,在食品包裝檢測(cè)中具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。在電磁效應(yīng)影響下,可進(jìn)一步增加拉曼光譜的強(qiáng)度,光譜性質(zhì)更加活躍,提升入射吸附作用,使拉曼光譜技術(shù)得到有效運(yùn)用。應(yīng)用拉曼光譜技術(shù)時(shí),需要建立良好的基底條件,使拉曼光譜形成良好的表面,進(jìn)而保障拉曼光譜的強(qiáng)度。拉曼光譜基底的規(guī)格易于控制,能夠?qū)⒗庾V強(qiáng)度提升106~108倍,并且可以形成穩(wěn)定的控制結(jié)構(gòu),拉曼光譜檢測(cè)技術(shù)更易于實(shí)現(xiàn),檢測(cè)效率得到有效提升[1]。

        1.2 共聚焦顯微拉曼光譜技術(shù)

        共聚焦顯微拉曼光譜技術(shù)需要使用光學(xué)顯微鏡,對(duì)拉曼光譜進(jìn)行全面地分析,提高拉曼光譜的辨識(shí)效率。在實(shí)施該技術(shù)時(shí),需要使用顯微鏡進(jìn)行聚焦,對(duì)目標(biāo)信息進(jìn)行獲取,確定拉曼光譜的具體影響,有效地識(shí)別拉曼光譜信息,使樣品能夠得到全面分析。在觀察樣品過(guò)程中,會(huì)受到外界信號(hào)的干擾,對(duì)檢驗(yàn)結(jié)果造成一定的影響。通過(guò)共聚焦方式,可以有效地避開(kāi)干擾問(wèn)題,有效地抑制干擾信號(hào)形成,使樣品的結(jié)構(gòu)更易于觀察。為了進(jìn)一步提高拉曼光譜檢測(cè)的精度,全面獲取樣品信息,可以將同位素標(biāo)記法與該技術(shù)相結(jié)合,定向?qū)ι镂廴疚镞M(jìn)行觀察,確定元素的流動(dòng)方向,提高檢測(cè)效率。

        1.3 拉曼光譜分析與化學(xué)計(jì)量學(xué)

        拉曼光譜檢測(cè)工作完成后,需要對(duì)樣品成分進(jìn)行分析。拉曼光譜中包含信息較為復(fù)雜,將會(huì)為分析過(guò)程待帶來(lái)一定的難度,需要合理地選擇分析方法,提升拉曼光譜技術(shù)精度,使分析結(jié)果更加準(zhǔn)確。化學(xué)計(jì)量學(xué)是分析拉曼光譜的重要方法,需要將多種學(xué)科的知識(shí)應(yīng)用在其中,有效地辨識(shí)拉曼光譜,使光譜能夠具有明顯化地差異,保障拉曼圖譜分析方法的有效性。由此可見(jiàn),化學(xué)計(jì)量學(xué)對(duì)拉曼光譜分析具有較大幫助,需要通過(guò)計(jì)算機(jī)合理地進(jìn)行統(tǒng)計(jì),對(duì)拉曼光譜進(jìn)行運(yùn)算分析與光譜比對(duì)。通過(guò)這種方式,可以提高對(duì)樣品分析的控制水平,能夠定量對(duì)樣品進(jìn)行研究,增加分析結(jié)果的可靠性[2]。

        1.4 拉曼光譜在食品安全中的應(yīng)用

        拉曼光譜對(duì)于食品安全檢測(cè)具有突出作用,可以有效地保障食品的安全性,防止食品受到生物性污染。拉曼光譜在食品檢測(cè)中的主要應(yīng)用如下。①通過(guò)增強(qiáng)拉曼基底進(jìn)行檢測(cè),并且結(jié)合同位示蹤的方式對(duì)污染物進(jìn)行確定,使樣品成分能夠得到準(zhǔn)確地分析,使樣品檢測(cè)具有良好的效率。例如,將碳沉積銅網(wǎng)作為基底,可對(duì)食品中的三聚氰胺成分進(jìn)行檢測(cè),檢測(cè)精度可以達(dá)到10-11mol/L,檢測(cè)結(jié)果具有較高的精度。②采用雙酚殘留法進(jìn)行快速檢測(cè),可提高樣品成分的檢測(cè)效率,形成有效的拉曼信標(biāo)分子,使生物污染物能夠得到有效分析,可以起到較強(qiáng)的生物識(shí)別作用。③采用表面電荷方法對(duì)菌體進(jìn)行分析,使拉曼增強(qiáng)信號(hào)得到有效測(cè)量,使生物污染物得到有效識(shí)別。

        2 拉曼光譜在生物污染物快速檢測(cè)中的運(yùn)用

        2.1 生物污染物分析

        生物污染物包括病菌、病毒等,對(duì)人體具有較大的危害,會(huì)增加人體患病的風(fēng)險(xiǎn)。生物污染物來(lái)源較廣,食品原料、加工和變質(zhì)等導(dǎo)致的生物污染物較多,需要嚴(yán)格對(duì)食物進(jìn)行檢測(cè),降低生物污染物對(duì)人體的威脅,提高食品的安全性。生物污染物繁殖較快,一旦對(duì)食品造成污染,將會(huì)很難進(jìn)行清除,需要采取有效的應(yīng)對(duì)措施,并且做好食品監(jiān)測(cè)工作。通過(guò)拉曼光譜技術(shù)可以對(duì)生物污染物進(jìn)行快速檢測(cè),可以對(duì)微生物進(jìn)行有效地識(shí)別,為食品的安全性提供重要保障。生物污染物分析需要通過(guò)實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行實(shí)現(xiàn),檢測(cè)過(guò)程較為復(fù)雜,但卻具有較高的檢測(cè)效率,可以實(shí)現(xiàn)快速檢測(cè)過(guò)程[3]。

        2.2 生物污染物檢測(cè)

        生物污染物檢測(cè)需要有完善的檢測(cè)方法,并準(zhǔn)確分析檢測(cè)數(shù)據(jù)。生物污染物檢測(cè)需要用到透射電鏡、顯微共聚焦拉曼光譜儀等儀器,使生物污染物能夠得到定向檢測(cè),使檢測(cè)結(jié)果更加地精準(zhǔn)。生物檢測(cè)過(guò)程中,重點(diǎn)主要是3個(gè)方面。①需要做好銀納米顆粒的制備工作,需要在80 ℃的條件下進(jìn)行,通過(guò)AgNO3溶液、聚乙烯吡咯烷酮、NaBH4溶液完成制備過(guò)程,為生物污染的分析進(jìn)行充分準(zhǔn)備。②需要對(duì)銀納米顆粒進(jìn)行標(biāo)記,通常采用修飾標(biāo)記法,通過(guò)DNA片段構(gòu)成Ag-Sh鍵,可以起到良好的標(biāo)記作用。修飾穩(wěn)定后,加入拉曼信號(hào)標(biāo)志物溶液,有效地跟蹤銀納米顆粒,進(jìn)而對(duì)DNA片段間接進(jìn)行標(biāo)記。③對(duì)銀納米顆粒進(jìn)行鈍化處理,需要由Mg(NO3)2溶液實(shí)現(xiàn),可以起到較強(qiáng)的振蕩孵化效果。將其置于5 ℃環(huán)境下,時(shí)間為30 d左右,對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行分析[4]。

        2.3 拉曼光譜結(jié)果分析方法

        結(jié)果分析主要包含以下5個(gè)方面。①表面特征分析。采用透射電鏡對(duì)銀納米顆粒觀察發(fā)現(xiàn),顆粒呈現(xiàn)均勻分布狀態(tài),符合樣品檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn),可以用于后續(xù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。②組裝表征分析。通過(guò)透射電鏡對(duì)DNA修飾狀態(tài)進(jìn)行分析,確定樣本組裝結(jié)構(gòu)的完整性,樣品組裝結(jié)構(gòu)需要得到98%以上,這樣才能提高分析結(jié)果的精度,保障實(shí)驗(yàn)過(guò)程的有效性,使修飾結(jié)構(gòu)(Ag-Sh鍵)具有良好的穩(wěn)定性。③傳感檢測(cè)可行性分析。對(duì)組裝后的銀納米顆粒進(jìn)行檢測(cè),取5 mL溶液,向其中逐漸加入黏蛋白溶液,若Ag-Sh鍵未發(fā)生斷裂或斷裂數(shù)量小于1%,表明修飾結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的穩(wěn)定性。④納米銀顆粒濃度分析。通過(guò)顯微共聚焦拉曼光譜儀對(duì)納米銀顆粒濃度進(jìn)行測(cè)定,檢測(cè)過(guò)程采用拉曼光譜對(duì)比的方式,對(duì)檢測(cè)物質(zhì)的濃度進(jìn)行確定,可以對(duì)納米銀顆粒濃度進(jìn)行快速地分析,并且具有較高的準(zhǔn)確性,使檢測(cè)結(jié)果更加可靠。⑤通過(guò)納米銀顆粒的數(shù)量確定生物污染物的濃度,確定食品的生物污染狀況,得出準(zhǔn)確的樣品檢測(cè)結(jié)果??梢詫?duì)生物污染物進(jìn)行檢測(cè),為了保證檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性,需要嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行,并且合理地對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行使用[5]。

        3 結(jié)語(yǔ)

        為了保障食品包裝的安全性,需要合理運(yùn)用拉曼光譜技術(shù),使生物污染物能夠得到充分地檢測(cè),可以防止食品受到污染,使食品包裝能夠放心地使用。因此,需要對(duì)拉曼光譜檢測(cè)方法進(jìn)行全面掌握,以實(shí)驗(yàn)法合理地進(jìn)行分析,提高檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性,進(jìn)而提高拉曼光譜的檢測(cè)質(zhì)量。

        參考文獻(xiàn)

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        [2]張愚若,劉奎江,陳敏璠,等.食品塑料包裝袋與RAMAN的關(guān)聯(lián)性分析[J].山東化工,2020,49(15):121-122.

        [3]張倩瑤,桑潘婷,梁世君,等.表面增強(qiáng)拉曼光譜在食品污染物快速檢測(cè)中的應(yīng)用[J].食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào),2021,12(5):1753-1759.

        [4]宣芳,許子旋,胡耀娟.表面增強(qiáng)拉曼光譜在食品添加劑檢測(cè)方面的應(yīng)用進(jìn)展[J].南京曉莊學(xué)院學(xué)報(bào),2020,36(6):6-12.

        [5]楊雪凡,張維,顧欣哲,等.拉曼光譜在食品加工及品質(zhì)控制中的應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技,2020,41(19):361-368.

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