表面增强拉曼光谱技术在氯霉素检测中的应用研究

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当今社会各类疾病能够得到有效的控制离不开抗生素的贡献,由于它在杀菌和抑制细菌生长方面发挥着强大的作用,所以被广泛地应用于动物、人类和家禽等疾病的控制。事实证明,科学地使用抗生素能有效地治疗很多疾病,而一旦大剂量地甚至达到滥用的程度时,会对人类健康造成不可挽回的后果。世界各国为了规范抗生素的使用,纷纷出台了相应的政策法规。但在食品安全领域中,由于尚未形成明文的规范机制去监督抗生素的合理使用,其滥用情况仍然很严重。若能实现对食品中残留抗生素的有效监测,即可以有效地规范抗生素的用药。因此,实现食品中抗生素残留的快速而简便地检测尤为重要。目前,检测抗生素的方法有很种,但都因为各自存在着缺陷而造成使用受限。目前对于抗生素的测试方法中色谱分析法是较为常用的一种方法。然而色谱分析法在多组分混合物的定性分析上存在很多的技术难题,所以对复杂化合物无分析能力。而拉曼光谱检测技术日益成熟,且表面增强拉曼光谱技术可以实现单分子检测,可对少量样品进行定性、定量分析,具有高准确率和灵敏度,有望实现对抗生素类残留的检测。拉曼散射是光学中一种重要而常见的散射现象,它是由分子和晶格振动所产生的。基于拉曼散射效应建立起来的拉曼光谱技术具有其他检测技术无法比拟的优点。因为拉曼散射信号较弱,因此本文将表面增强拉曼光谱技术应用到氯霉素的快速检测中,克服了拉曼散射信号弱的特点,对常使用的氯霉素进行了表面增强拉曼光谱(Surface Enhanced Raman Spectrum, SERS)检测。本论文基于拉曼散射的基本原理和表面增强拉曼光谱技术为主要内容,按照以下两个方面的内容展开:首先,本论文对抗生素和氯霉素的相关性质和用途做了简单的介绍,对拉曼光谱学的一般知识展开了介绍,阐述了表面增强拉曼光谱技术的相关内容,简明地概述了半导体氧化锌薄膜的特点。然后,具体介绍了三种SERS活性基底,并对三种基底的增强效果做了相应的比较和分析。通过实验我们发现了一种新颖而简易的方法制备出具有较好稳定性的银胶-氧化锌-硅复合SERS基底。制备了三种基底,分别为银-氧化锌-硅基底、银胶-氧化锌-硅基底、银胶-硅基底,比较了提拉速度、光催化、光催化还原银与水浴加热生成的银胶的影响,初步发现三种基底的稳定性均良好,能够获得增强效果较好的氯霉素拉曼光谱,其中,银胶-氧化锌-硅基底相比于传统银胶基底,增强效果更优,操作也简单;其次是银胶-硅和银-氧化锌-硅,相比于后者,前者操作更为简便;本论文综合实验结果分析,得出结论:银胶-氧化锌-硅基底的制备成本低,增强信号强,操作简易,适合用于氯霉素、三聚氰胺等食品非法添加剂残留及低浓度检测技术。
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