基于 SERS 技术快速检测“瘦肉精”硫酸特步他林
栏目:拉曼应用 发布时间:2021-05-10
“瘦肉精”是一类具有相似化学结构物质的统称,属于苯乙醇胺类,都具有苯乙胺结构,根据含取代基的不同可进一步分为三种,即苯胺型、苯酚型和苯二酚型。硫酸特步他林(TS),又名间羟舒喘灵(分子式(C12H19NO3)2·H2SO4)

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       “瘦肉精”是一类具有相似化学结构物质的统称,属于苯乙醇胺类,都具有苯乙胺结构,根据含取代基的不同可进一步分为三种,即苯胺型、苯酚型和苯二酚型。硫酸特步他林(TS),又名间羟舒喘灵(分子式(C12H19NO3)2·H2SO4),属于苯二酚型β受体激动剂类物质,是医疗领域用于治疗哮喘、哮喘型支气管炎 以及慢性支气管炎的有效药物,由于和臭名昭著的瘦肉精盐酸克仑特罗同属于肾上腺素受体激动剂类物质,具有增加瘦肉率,降低骨骼肌脂肪含量的功效,因此被非法添加在动物饲料中,消费者食用该类饲料喂养的动物产品后,会出现肌肉振颤、心慌头疼、恶心呕吐等不适症状,特别是对具有高血压、心脏病、糖尿病、等基础类疾病的消费者危害更大,严重者可导致死亡。农业部等国家部委先后下发文件,命令禁止使用β激动剂类药物作为兽药和饲料添加剂,并加大了对盐酸克仑特罗、莱克多巴胺和沙丁胺醇等常见 瘦肉精的监管力度,但受到利益驱使,仍有不法养殖户违禁使用硫酸特步他林代替盐酸克仑特罗加入饲料中企图逃避监管。

       SERS技术具有样品制备前处理简单、便于携带、高通量、检测快的特点,目前已经在食品以及农产品 农药残留的快速检测中得到应用。基于表面增强拉曼光谱技术(SERS)快速检测水溶液、尿液中的硫酸特步他林,为瘦肉精的现场快速检测打下了良好的基础。该方法重现性良好,检测时间短,手持拉曼设备便于携带,检测时间和经济成本低,能够满足牲畜养殖现场的快速筛查使用。

       硫酸特步他林水溶液的拉曼光谱,硫酸特步他林的拉曼信号峰为 800cm-1、1050cm -1、1330cm-1、1450cm-1四处。其中 800cm-1、1450cm-1、1050cm-1三处是由β受体激动剂类药物分子共有特征结构苯乙胺结构存在导致,1330cm-1处拉曼特征峰是由于硫酸特步他林苯环上的 C=C 键拉伸振动引起的,可作为识别硫酸特步他林的特征峰进行分析。

       拉曼光谱对尿液中硫酸特步他林的检测无需前处理,测样速度快,仅需后期在图谱处理时扣除尿液拉曼信号的影响,下图为尿液经过离心后直接进行拉曼光谱检测的图谱:

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尿液空白拉曼光谱

由上图可知尿液空白仅在1005 cm-1附近出现拉曼特征峰,其他拉曼位移处无明显拉曼特征峰,因此对检测样品干扰小,此时空白尿液在1005cm-1附近出现的拉曼峰是由于尿液中尿素分子中 C-N 键伸缩振动引起。

然后使用CP-S1粒子增强粒子进行SERS测试:

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上图显示梯度浓度尿液中硫酸特步他林的SERS

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       对尿液中硫酸特步他林位于1330cm-1 处的特征峰强度随硫酸特步他林尿液溶液浓度的变化进行线性拟合。尿液中硫酸特步他林的浓度与拉曼特征峰信号强度之间存在良好的线性关系,硫酸特步他林在浓度 1~10 mg/L范围内,满足回归方程Y=843.75X+1223.80,相关系数为 R2=0.97。

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