表面增強拉曼光譜法快速檢測調味品中的百草枯

□ 張潔 談銘 江蘇中朗宏泰科學儀器有限公司

百草枯（Paraqua，PQ），化學名稱為1-1-二甲基-4-4-吡啶陽離子鹽，是一種快速滅生性除草劑。百草枯對人體具有很強的毒性，且無特效解毒藥，口服中毒死亡率達90%以上—口服3g即可導致肝、腎等多器官衰竭，以及肺部不可逆纖維化和呼吸衰竭[1]。我國雖已禁止生產和銷售水劑百草枯，但百草枯中毒事件仍屢有發生，故百草枯是重大活動食品安全保障工作中的重要檢測項目之一。

目前，百草枯的檢測方法主要有儀器分析法和免疫分析法[2]。儀器分析法包括高效液相色譜法、氣相色譜法、毛細管電泳法等[3-5]，雖然其具有較高的靈敏度，但是由于儀器昂貴、檢測成本高、測定時間長，并不利于現場實時快速檢測；免疫分析法則容易產生假陽性和假陰性結果。因此，建立現場快速檢測各類食品及調味品中百草枯的方法十分必要。QuEChERS基于分散固相萃取法的原理，可有效減少樣本基質的干擾，是以在農藥殘留檢測中有著較廣的應用[6-8]。表面增強拉曼散射（SERS）具有靈敏度高、受水干擾小及準確性高等特點，故QuEChERS-表面增強拉曼散射技術可應用于現場快速篩查。

當前，由于QuEChERS-表面增強拉曼光譜技術在調味品中毒物檢測的應用領域研究甚少。因此，本研究以醬油、醋、辣醬、調和油為研究對象，通過優化QuEChERS前處理技術對樣品進行提取及凈化，利用表面增強拉曼光譜技術對凈化液進行快速測定，建立了表面增強拉曼技術快速檢測調味品中百草枯的方法。該方法操作簡便、高效，能夠滿足重大活動保障現場對百草枯快速篩查的要求。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

百草枯標準物質，Sigma-Aldrich公司；N-丙基乙二胺（PSA）、C18、石墨化碳（GCB），深圳逗點生物技術有限公司；無水硫酸鎂（分析純）、表面增強劑（SERS）、匹配劑，江蘇中朗宏泰科學儀器有限公司；所有化學試劑溶液均用Milli-Q超純水(Millipore Inc.，Bedford，USA)配制。醋，恒順；醬油，海天；辣醬，老干媽；調和油，多力；以上均為市售品。

1.2 儀器設備

ZPR-1201便攜式拉曼光譜儀，江蘇中朗宏泰科學儀器有限公司；TG16-WS高速離心機，湘儀離心機儀器有限公司；IKA漩渦振蕩器，德國IKA集團。

1.3 實驗條件

1.3.1 標準液的配制

準確稱取百草枯標準品各10mg，用超純水溶解并定容至10mL，搖勻，配制成濃度為1.0mg/mL的標準儲備液，置于4℃冰箱備用。

1.3.2 陽性樣本的制備

稱取不含百草枯的醬油、醋、辣醬、調和油及上述調味品的混合樣各20g，各樣本分別添加40、80、120、160μL的百草枯1.0mg/mL標準液，渦旋混勻，得到添加水平為2、4、6、8mg/kg的陽性樣本，置于4℃冰箱備用。

1.3.3 樣本前處理

取1mL（g）樣品置于50mL刻度離心管中，加入去離子水至50mL刻度線處，蓋上管蓋，充分混勻。取2mL提取液于裝有PSA、C18、GCB和無水硫酸鎂的凈化管中，劇烈振搖，于10000r/min離心2min，凈化液為待測液。

1.3.4 儀器條件

激發波長：785nm；功率：500mw；掃描時間：1000ms。

1.3.5 樣本測定

在比色皿中依次加入表面增強劑1mL、待測液100μL、匹配劑100μL，搖勻后放入樣本槽中，按照“1.3.4”的儀器條件進行測定。

2 結果分析

2.1 百草枯特征峰的確定

使用便攜式拉曼光譜儀分別對增強劑和匹配劑、未加增強劑和匹配劑的1mg/kg百草枯溶液及添加了SERS的1mg/kg的百草枯水溶液進行測定。對比譜圖1可見，加入增強劑和匹配劑后，百草枯出現了明顯的拉曼特征峰，百草枯的特征拉 曼 峰 為 841cm-1、1192cm-1、1298cm-1和1646cm-1。其中，841cm-1和1646cm-1歸屬為 C-N3伸縮振動和C=N伸縮振動，1192cm-1和1298cm-1歸屬為苯環骨架振動和聯苯類CC橋鍵伸縮振動。

2.2 QuEChERS條件優化

因為百草枯易溶于水，所以選用去離子水為提取劑。考慮到調味品含有碳水化合物、脂肪酸、有機酸和色素等物質，是以QuEChERS前處理方法采用分散固相萃取技術對樣品進行凈化。就常用的吸附劑而言，C18可去除提取液中的脂肪、酚類化合物，PSA可去除脂肪酸、有機酸、碳水化合物、酚類和少量色素，GCB主要去除色素。本研究分別考察了上述3種凈化劑單獨使用與混合使用對2mL陽性樣本提取液的凈化效果。由圖2可以看出，凈化劑按一定比例混合時百草枯的特征峰均出現，且水分含量越低，PSA凈化效果越好，所以在凈化劑中加入了無水MgSO4。因此，本研究選擇C18、PSA、GCB和無水MgSO4作為吸附劑。

2.3 樣品檢出限測試

在“1.3.4”的儀器條件下分別對添加有0、2、4、6、8mg/kg百草枯的5組不同樣本（醬油、醋、辣醬、調和油及上述食品混合物）進行測定。實驗結果表明，添加濃度達到6、8mg/kg百草枯的5個樣本在841cm-1、1192cm-1、1298cm-1、1646cm-1（±3cm-1）位置均出現了拉曼特征峰信號，4mg/kg陽性樣本中醬油、醋、辣醬及混合物有部分特征峰未出現，陰性樣本提取液中未出現特征峰，證明通過表面增強拉曼檢測系統對百草枯的檢測限可達到6mg/kg。

3 結論

本文建立了表面增強拉曼光譜技術結合QuEChERS前處理檢測調味品中百草枯的快速檢測方法—有效去除基質的干擾，提高了檢測靈敏度，且操作簡單、耗時少，故適用于重大活動餐飲保障工作中對調味品中百草枯的快速篩查。

圖1 百草枯特征峰表面增強拉曼譜圖

圖2 使用不同凈化劑表面增強拉曼譜圖

圖3 醬油中百草枯表面增強拉曼譜圖

圖4 醋中百草枯表面增強拉曼譜圖

圖5 辣醬中百草枯表面增強拉曼譜圖

圖6 調和油中百草枯表面增強拉曼譜圖

圖7 混合樣品中百草枯表面增強拉曼譜圖