茶葉中多菌靈殘留的SERS快速檢測

吳燕等

摘要：采用表面增強拉曼光譜方法（surface-enhanced Raman spectroscopy，SERS）結合快速溶劑提取前處理方法快速檢測茶葉中多菌靈農藥殘留。以表面增強試劑為基底，采集不同濃度多菌靈溶液的表面增強拉曼信號；以表面增強試劑為基底，采集以茶葉提取液為基質的不同濃度多菌靈溶液表面增強拉曼信號。結果表明：630、730、1 004、1 221、1 262、1 368、1 462、1 528 cm-1處的拉曼信號較強，可作為多菌靈農藥的特征峰；采用SERS方法檢測干茶中多菌靈農藥的最低檢測濃度為2 mg/L，滿足國標檢測茶葉的要求；選用630 cm-1處的峰強度與多菌靈濃度制定標準曲線，在2～50 mg/L具有良好的線性關系，線性方程為y=15.731x+1 151.9，r2=0.980 2；回收率為86.84%～9240%，相對標準偏差均小于5%，說明本方法有良好的重現(xiàn)率。

關鍵詞：農藥殘留；多菌靈；表面增強拉曼光譜方法；茶葉；快速檢測；回收率；RSD

中圖分類號： TQ450.2+63文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）09-0338-02

多菌靈是一種廣譜殺菌劑，廣泛用于農作物病害的防治。其化學性質穩(wěn)定，半衰期長，進入人體后，會引起精神恍惚、頭昏等中毒癥狀，影響消費者的健康[1-2]。目前，農藥殘留常規(guī)檢測方法有高效液相色譜法（HPLC）、液-質聯(lián)用法等[3-4]，這些方法存在前處理過程復雜、成本高、檢測時間長等缺陷。激光拉曼光譜能得到物質分子振動、轉動的信息，拉曼峰位置表明物質的某種基團存在，可用于作為有關試樣定性分析的手段。SERS可以對微量樣品快速檢測，操作簡便，已經(jīng)應用于農產品農藥殘留的快速檢測[5-6]。李曉舟等[7]、張萍等[8]利用SERS建立了食品中農藥殘留物質的檢測方法。本研究以表面增強試劑為基底，利用SERS技術對茶葉中多菌靈農藥殘留進行定性定量分析。

1材料與方法

1.1試驗材料

多菌靈標準品（99%，河北威遠生物化工股份有限公司）；乙腈和甲醇（色譜純，河北冠龍農化有限公司）；表面增強試劑（OTR202、OTR103，歐普圖斯光學納米科技有限公司）；婺源綠茶；硫酸鎂、四氧化三鐵和石墨化炭（國家標準物質網(wǎng)）。

1.2試驗儀器

拉曼光譜儀（Ram Tracer-200-HS，歐普圖斯光學納米科技有限公司）；天平（AR3202CN，精度為0.01 mg，奧豪斯電子天平）；渦旋混合器（Vortex-Genie 2/2T，上海凌初環(huán)保儀器有限公司）。

1.3配制多菌靈標準溶液和以茶葉提取液為基質的多菌靈溶液

稱取10 mg多菌靈標準品放入100 mL容量瓶中，用甲醇超聲溶解，待完全溶解后定容至刻度，得到濃度為100 mg/L的多菌靈標準儲備液，用甲醇稀釋，分別得到50、20、15、10、8、5、4、2、1、0.5 mg/L的多菌靈溶液；稱取5 g茶葉粉末樣品，放入50 ml離心管中，加入乙腈10 mL，渦旋振蕩1 min，超聲提取2 min，以5 000 r/min轉速離心5 min，取上清液；取茶葉提取液和100 mg/L的多菌靈標準儲備液混合放入15 mL離心管中，渦旋振蕩，分別得到50、25、20、16、12、10、8、5、4、3、2、1、0.5 mg/L的以茶葉提取液為基質的多菌靈溶液；將上一步驟中的多菌靈溶液加入自制柱子（石墨化炭、四氧化三鐵和硫酸鎂按一定比例混合而成）中，混合振蕩，以5 000 r/min轉速離心5 min，去除色素等物質，取上清液用于檢測。

1.4光譜數(shù)據(jù)采集

以拉曼光譜儀為采集平臺，激發(fā)波長為785 nm，功率為200 mW，掃描范圍400～1 800 cm-1，分辨率為4 cm-1，積分時間為10 s，積分2次求平均，進樣瓶中加入500 μL OTR202試劑、20 μL待測液、100 μL OTR103試劑，分別采集多菌靈標準溶液和以茶葉提取液為基質的多菌靈溶液的拉曼光譜。

2結果與分析

2.1多菌靈標準溶液的普通拉曼光譜與表面增強拉曼光譜比較

圖1-a是50 mg/L多菌靈標準溶液的表面增強拉曼譜圖，圖1-b是甲醇溶劑的表面增強拉曼譜圖，圖1-c是 50 mg/L 多菌靈標準溶液的普通拉曼譜圖，從甲醇和多菌靈溶液的表面增強拉曼光譜圖可看出，甲醇存在少量SERS峰，但峰強較弱且出峰位置與多菌靈的譜峰不同，表明多菌靈溶液的表面增強拉曼信號不會受到甲醇溶液背景信號的干擾。對比多菌靈溶液的普通拉曼光譜和表面增強拉曼光譜，其普通拉曼譜圖中只有單一譜峰，且峰強不高，而多菌靈溶液的表面增強拉曼譜圖中的譜峰強度較高且譜峰較多，說明納米增強試劑能有效增強多菌靈溶液的拉曼信號。圖1中630、730、1 004、1 221、1 262、1 368、1 462、1 528 cm-1處的拉曼信號較強，可作為多菌靈農藥的特征峰，對這8處特征峰進行譜峰歸屬[9-10]：630 cm-1歸屬于C—C—C的面內彎曲振動，730 cm-1歸屬于苯環(huán)中C—H的面外彎曲振動，1 004 cm-1歸屬于C—O的拉伸振動，1 221 cm-1歸屬于N—H的面內彎曲振動，1 262 cm-1歸屬于C—H的面內彎曲振動，1 368 cm-1歸屬于C—N的伸縮振動，1 462 cm-1歸屬于—CH3的形變振動，1 528 cm-1歸屬于C—C的伸縮振動，這些特征譜峰可作為鑒別多菌靈農藥的特征峰。

2.2多菌靈標準溶液標準曲線的制定與線性分析

圖2為不同濃度多菌靈溶液的表面增強拉曼光譜。由圖2可看出，隨著多菌靈濃度的減小，其表面增強拉曼信號逐漸減弱，當濃度為1 mg/L時，630、730、1 004、1 221、1 262 cm-1處的拉曼信號依然明顯。將630、730、1 004、1 221、1 262 cm-1 處的特征峰強與多菌靈溶液濃度進行線性回歸，發(fā)現(xiàn)特征峰630 cm-1的峰強與多菌靈溶液濃度有良好的線性關系（圖3），線性方程為y=191.55x+2 444.8，r2=0.981 2。

2.3茶葉中多菌靈農藥殘留分析

圖4為含干茶提取液的不同濃度多菌靈甲醇溶液的SERS。

由圖4可看出，隨著多菌靈濃度的降低，信號強度明顯降低，但特征峰的位置幾乎沒有改變。濃度為5 mg/L時，630 cm-1的拉曼峰非常明顯，當濃度為2 mg/L時，630 cm-1的拉曼峰依然明顯，當濃度為1 mg/L時，與干茶空白的譜峰類似，未出現(xiàn)多菌靈的拉曼峰，說明采用SERS方法檢測干茶中多菌靈農藥的最低檢測濃度為2 mg/L。國家標準中規(guī)定多菌靈在茶葉中的最大殘留量為5 mg/L，本方法的最低檢測濃度能滿足檢測要求。

選用630 cm-1處的峰強度與多菌靈濃度制定標準曲線，在2～50 mg/L具有良好的線性關系（圖5），線性方程為y=15.731x+1 151.9，r2=0.980 2。

2.4精確度試驗分析

使用多菌靈標準溶液和茶葉提取液，分別制備濃度為4.00、12.00、18.00 mg/L的以茶葉提取液為基質的多菌靈溶液，每個樣本制作3份平行樣本，檢測3次，回收率為86.84%～92.40%，RSD均小于5%（表1）。

3結論

研究采用SERS結合快速溶劑提取前處理方法快速檢測茶葉中多菌靈農藥殘留，建立干茶葉中多菌靈農藥殘留的快

速檢測分析方法，確定了多菌靈的表面增強拉曼特征峰：630、730、1 004、1 221、1 262、1 368、1 462、1 528 cm-1。采用SERS方法檢測干茶中多菌靈農藥的最低檢測濃度為2 mg/L，滿足國標檢測茶葉的要求；選用630 cm-1處的峰強度與多菌靈濃度制定標準曲線，在2～50 mg/L具有良好的線性關系，線性方程為y=15.731x+1 151.9，r2=0.980 2；回收率為 86.84%～92.40%，RSD均小于5%，說明本方法有良好的重現(xiàn)率。該方法前處理簡單，整個試驗操作在20 min內完成，為檢測農產品中農藥殘留提供了技術支持。

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