一种利用表面增强拉曼光谱快速检测草莓中嘧菌酯的方法及应用与流程

1.本发明涉及植物农药残留检测技术领域，具体涉及一种利用表面增强拉曼光谱快速检测草莓中嘧菌酯的方法及应用。


背景技术：

2.草莓是人们生活中不可或缺的水果之一，能给人体提供必需的维生素和微量元素。嘧菌酯一种甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，通过抑制病原菌线粒体的呼吸作用来阻止其能量合成，具有保护和治疗双重功效，广泛用于草莓的白粉病、炭疽病、灰霉病等病害防治。按照《食品安全国家标准食品中农药最大残留限量》(gb/t 2763-2021)的规定，嘧菌酯在草莓中的残留量不得超过10mg/kg。目前，嘧菌酯的检测方法主要有液相色谱-质谱法、气相色谱-质谱法、液相色谱法、气相色谱法等，这些方法具有精确、灵敏度高等特点，但样品前处理过程复杂、成本高、检测时间长、检测仪器昂贵，不适合于大量样本的快速检测。
3.拉曼光谱(raman spectroscopy)是非弹性散射光谱，能得到分子振动、转动或其他低频信息。拉曼光谱中峰位表明某种基团的存在，可用于定性分析及区分相似物，拉曼峰值会根据物质浓度变化，可用于定量分析，但单纯的拉曼光谱信号强度非常弱，不能用于痕量物质的分析和检测。与纳米材料结合的等离激元增强拉曼光谱(plasmon-enhanced raman spectroscopy,pers)可以通过化学增强和电磁场增强两种方式大大提升拉曼信号强度，主要有表面增强拉曼光谱(surface enhanced raman spectroscopy,sers)、针尖增强拉曼光谱(tip-enhanced raman spectroscopy,ters)和核-壳结构纳米粒子增强拉曼光谱(shell-isolated nanoparticle-enhanced raman spectroscopy,shiners)。其中，sers是最成熟，也是最有可能实现便携式实时实地农残检测的一种方法，它主要具有以下技术优势：可以将拉曼信号增强4-11个数量级；检测速度快，仪器便携，可实现实时无损检测；具有很强的抗干扰能力，不受水分影响，并且荧光效应低；应用范围广，可用于检测固体，液体，气体，无机分子，有机分子甚至超大分子。
4.针对以上问题，发明团队结合拉曼光谱检测的优点，对草莓中嘧菌酯残留进行了大量的试验研究，提供了利用拉曼光谱测定嘧菌酯农药残留检测方法，能实现草莓中嘧菌酯残留的快速、准确、低成本检测。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种利用表面增强拉曼光谱快速检测草莓中嘧菌酯的方法。
6.本发明的另一目的是提供了检测方法在草莓嘧菌酯农药残留方面的应用。
7.本发明提供一种利用表面增强拉曼光谱快速检测草莓中嘧菌酯的方法，所述检测方法包括以下步骤：(1)金溶胶基底的制备；(2)标准工作溶液的制备；(3)草莓待测溶液的制备；(4)草莓中嘧菌酯的测定。
8.本发明所述步骤(1)金溶胶基底的制备为：采用柠檬酸三钠加热还原法，向烧瓶内
加入47ml超纯水与3ml浓度为10mg/ml的氯金酸钾溶液，混合均匀后置于放在恒温磁力搅拌器上，转速设置为500r/min，120℃恒定温度加热至沸腾后，迅速向烧瓶内加入2ml 0.1％柠檬酸三钠溶液；继续保持沸腾，当观察到溶液呈现紫红色时停止加热，冷却至室温后置于4℃避光条件下储存。
9.本发明所述步骤(2)标准工作溶液的制备为：用体积比为1：1的甲醇-水溶液配置嘧菌酯标准工作溶液。
10.本发明所述步骤(3)草莓待测溶液的制备为：称取5～15g草莓于100ml烧杯中，加入用体积比为1：1甲醇-水溶液40～60ml，振荡提取5～15min，将提取液转移至100ml容量瓶中，并用少量甲醇多次冲洗烧杯，将洗涤液全部转移至容量瓶内，用甲醇定容至刻度，摇匀，过0.22μm有机滤膜后，作为待测液备用。
11.优选的，
12.本发明所述步骤(3)草莓待测溶液的制备为：称取8～12g草莓于100ml烧杯中，加入用体积比为1：1甲醇-水溶液45～55ml，振荡提取8～12min，将提取液转移至100ml容量瓶中，并用少量甲醇多次冲洗烧杯，将洗涤液全部转移至容量瓶内，用甲醇定容至刻度，摇匀，过0.22μm有机滤膜后，作为待测液备用。
13.进一步优选的，
14.本发明所述步骤(3)草莓待测溶液的制备为：称取10g草莓于100ml烧杯中，加入用体积比为1：1甲醇-水溶液50ml，振荡提取10min，将提取液转移至100ml容量瓶中，并用少量甲醇多次冲洗烧杯，将洗涤液全部转移至容量瓶内，用甲醇定容至刻度，摇匀，过0.22μm有机滤膜后，作为待测液备用。
15.本发明所述步骤(4)草莓中嘧菌酯的测定为：取20μl金溶胶基底、10μl待测溶液和5μl调节剂碘化钾水溶液混合均匀后，用拉曼光谱仪进行检测，所得光谱进行平均得到每个样品的代表性光谱，将测得的样品拉曼吸收峰值代入建立的校正曲线，计算得到样品中嘧菌酯的含量。
16.本发明所述碘化钾水溶液，浓度为0.5mol/l。
17.本发明所述拉曼光谱，测定参数为：激发波长785nm，功率300mw，扫描范围200～3200cm-1
，光学分辨率14cm-1
，积分时间5s，积分次数3次，对每个样品中6个点进行扫描。
18.本发明所述检测方法在草莓嘧菌酯农药残留方面的应用。
19.有益效果：
20.1、本发明首次将表面增强拉曼光谱技术应用于草莓中嘧菌酯农药残留的检测，与传统的草莓中嘧菌酯农药残留的检测方法相比，其检测时间短，操作简单，检测精度高，成本低。
21.2、本发明建立了拉曼吸收峰强度和草莓中嘧菌酯农药残留的真实值的模型，定量检测嘧菌酯农药残留。
22.3、本发明的检测方法为草莓嘧菌酯农药残留检测方面提供了参考。
具体实施方式
23.实施例1
24.(1)金溶胶基底的制备为：采用柠檬酸三钠加热还原法，向烧瓶内加入47ml超纯水
与3ml浓度为10mg/ml的氯金酸钾溶液，混合均匀后置于放在恒温磁力搅拌器上，转速设置为500r/min，120℃恒定温度加热至沸腾后，迅速向烧瓶内加入2ml 0.1％柠檬酸三钠溶液；继续保持沸腾，当观察到溶液呈现紫红色时停止加热，冷却至室温后置于4℃避光条件下储存。
25.(2)标准工作溶液的制备为：用体积比为1：1的甲醇-水溶液配置嘧菌酯标准工作溶液。
26.(3)草莓待测溶液的制备为：称取10g草莓于100ml烧杯中，加入用体积比为1：1甲醇-水溶液50ml，振荡提取10min，将提取液转移至100ml容量瓶中，并用少量甲醇多次冲洗烧杯，将洗涤液全部转移至容量瓶内，用甲醇定容至刻度，摇匀，过0.22μm有机滤膜后，作为待测液备用。
27.(4)草莓中嘧菌酯的测定为：取20μl金溶胶基底、10μl待测溶液和5μl浓度为0.5mol/l的调节剂碘化钾水溶液混合均匀后，用拉曼光谱仪进行检测，测定参数为：激发波长785nm，功率300mw，扫描范围200～3200cm-1
，光学分辨率14cm-1
，积分时间5s，积分次数3次，对每个样品中6个点进行扫描；所得光谱进行平均得到每个样品的代表性光谱，将测得的样品拉曼吸收峰值代入建立的校正曲线，计算得到样品中嘧菌酯的含量。
28.实施例2
29.(1)金溶胶基底的制备为：采用柠檬酸三钠加热还原法，向烧瓶内加入47ml超纯水与3ml浓度为10mg/ml的氯金酸钾溶液，混合均匀后置于放在恒温磁力搅拌器上，转速设置为500r/min，120℃恒定温度加热至沸腾后，迅速向烧瓶内加入2ml 0.1％柠檬酸三钠溶液；继续保持沸腾，当观察到溶液呈现紫红色时停止加热，冷却至室温后置于4℃避光条件下储存。
30.(2)标准工作溶液的制备为：用体积比为1：1的甲醇-水溶液配置嘧菌酯标准工作溶液。
31.(3)草莓待测溶液的制备为：称取5g草莓于100ml烧杯中，加入用体积比为1：1甲醇-水溶液40ml，振荡提取5min，将提取液转移至100ml容量瓶中，并用少量甲醇多次冲洗烧杯，将洗涤液全部转移至容量瓶内，用甲醇定容至刻度，摇匀，过0.22μm有机滤膜后，作为待测液备用。
32.(4)草莓中嘧菌酯的测定为：取20μl金溶胶基底、10μl待测溶液和5μl浓度为0.5mol/l的调节剂碘化钾水溶液混合均匀后，用拉曼光谱仪进行检测，测定参数为：激发波长785nm，功率300mw，扫描范围200～3200cm-1
，光学分辨率14cm-1
，积分时间5s，积分次数3次，对每个样品中6个点进行扫描；所得光谱进行平均得到每个样品的代表性光谱，将测得的样品拉曼吸收峰值代入建立的校正曲线，计算得到样品中嘧菌酯的含量。
33.实施例3
34.(1)金溶胶基底的制备为：采用柠檬酸三钠加热还原法，向烧瓶内加入47ml超纯水与3ml浓度为10mg/ml的氯金酸钾溶液，混合均匀后置于放在恒温磁力搅拌器上，转速设置为500r/min，120℃恒定温度加热至沸腾后，迅速向烧瓶内加入2ml 0.1％柠檬酸三钠溶液；继续保持沸腾，当观察到溶液呈现紫红色时停止加热，冷却至室温后置于4℃避光条件下储存。
35.(2)标准工作溶液的制备为：用体积比为1：1的甲醇-水溶液配置嘧菌酯标准工作
溶液。
36.(3)草莓待测溶液的制备为：称取15g草莓于100ml烧杯中，加入用体积比为1：1甲醇-水溶液60ml，振荡提取15min，将提取液转移至100ml容量瓶中，并用少量甲醇多次冲洗烧杯，将洗涤液全部转移至容量瓶内，用甲醇定容至刻度，摇匀，过0.22μm有机滤膜后，作为待测液备用。
37.(4)草莓中嘧菌酯的测定为：取20μl金溶胶基底、10μl待测溶液和5μl浓度为0.5mol/l的调节剂碘化钾水溶液混合均匀后，用拉曼光谱仪进行检测，测定参数为：激发波长785nm，功率300mw，扫描范围200～3200cm-1
，光学分辨率14cm-1
，积分时间5s，积分次数3次，对每个样品中6个点进行扫描；所得光谱进行平均得到每个样品的代表性光谱，将测得的样品拉曼吸收峰值代入建立的校正曲线，计算得到样品中嘧菌酯的含量。
38.实施例4
39.(1)金溶胶基底的制备为：采用柠檬酸三钠加热还原法，向烧瓶内加入47ml超纯水与3ml浓度为10mg/ml的氯金酸钾溶液，混合均匀后置于放在恒温磁力搅拌器上，转速设置为500r/min，120℃恒定温度加热至沸腾后，迅速向烧瓶内加入2ml 0.1％柠檬酸三钠溶液；继续保持沸腾，当观察到溶液呈现紫红色时停止加热，冷却至室温后置于4℃避光条件下储存。
40.(2)标准工作溶液的制备为：用体积比为1：1的甲醇-水溶液配置嘧菌酯标准工作溶液。
41.(3)草莓待测溶液的制备为：称取8g草莓于100ml烧杯中，加入用体积比为1：1甲醇-水溶液45ml，振荡提取8min，将提取液转移至100ml容量瓶中，并用少量甲醇多次冲洗烧杯，将洗涤液全部转移至容量瓶内，用甲醇定容至刻度，摇匀，过0.22μm有机滤膜后，作为待测液备用。
42.(4)草莓中嘧菌酯的测定为：取20μl金溶胶基底、10μl待测溶液和5μl浓度为0.5mol/l的调节剂碘化钾水溶液混合均匀后，用拉曼光谱仪进行检测，测定参数为：激发波长785nm，功率300mw，扫描范围200～3200cm-1
，光学分辨率14cm-1
，积分时间5s，积分次数3次，对每个样品中6个点进行扫描；所得光谱进行平均得到每个样品的代表性光谱，将测得的样品拉曼吸收峰值代入建立的校正曲线，计算得到样品中嘧菌酯的含量。
43.实施例5
44.(1)金溶胶基底的制备为：采用柠檬酸三钠加热还原法，向烧瓶内加入47ml超纯水与3ml浓度为10mg/ml的氯金酸钾溶液，混合均匀后置于放在恒温磁力搅拌器上，转速设置为500r/min，120℃恒定温度加热至沸腾后，迅速向烧瓶内加入2ml 0.1％柠檬酸三钠溶液；继续保持沸腾，当观察到溶液呈现紫红色时停止加热，冷却至室温后置于4℃避光条件下储存。
45.(2)标准工作溶液的制备为：用体积比为1：1的甲醇-水溶液配置嘧菌酯标准工作溶液。
46.(3)草莓待测溶液的制备为：称取12g草莓于100ml烧杯中，加入用体积比为1：1甲醇-水溶液55ml，振荡提取12min，将提取液转移至100ml容量瓶中，并用少量甲醇多次冲洗烧杯，将洗涤液全部转移至容量瓶内，用甲醇定容至刻度，摇匀，过0.22μm有机滤膜后，作为待测液备用。
47.(4)草莓中嘧菌酯的测定为：取20μl金溶胶基底、10μl待测溶液和5μl浓度为0.5mol/l的调节剂碘化钾水溶液混合均匀后，用拉曼光谱仪进行检测，测定参数为：激发波长785nm，功率300mw，扫描范围200～3200cm-1
，光学分辨率14cm-1
，积分时间5s，积分次数3次，对每个样品中6个点进行扫描；所得光谱进行平均得到每个样品的代表性光谱，将测得的样品拉曼吸收峰值代入建立的校正曲线，计算得到样品中嘧菌酯的含量。
48.实施例6
49.(1)金溶胶基底的制备为：采用柠檬酸三钠加热还原法，向烧瓶内加入47ml超纯水与3ml浓度为10mg/ml的氯金酸钾溶液，混合均匀后置于放在恒温磁力搅拌器上，转速设置为500r/min，120℃恒定温度加热至沸腾后，迅速向烧瓶内加入2ml 0.1％柠檬酸三钠溶液；继续保持沸腾，当观察到溶液呈现紫红色时停止加热，冷却至室温后置于4℃避光条件下储存。
50.(2)标准工作溶液的制备为：用体积比为1：1的甲醇-水溶液配置嘧菌酯标准工作溶液。
51.(3)草莓待测溶液的制备为：称取10g草莓于100ml烧杯中，加入用体积比为1：1甲醇-水溶液60ml，振荡提取15min，将提取液转移至100ml容量瓶中，并用少量甲醇多次冲洗烧杯，将洗涤液全部转移至容量瓶内，用甲醇定容至刻度，摇匀，过0.22μm有机滤膜后，作为待测液备用。
52.(4)草莓中嘧菌酯的测定为：取20μl金溶胶基底、10μl待测溶液和5μl浓度为0.5mol/l的调节剂碘化钾水溶液混合均匀后，用拉曼光谱仪进行检测，测定参数为：激发波长785nm，功率300mw，扫描范围200～3200cm-1
，光学分辨率14cm-1
，积分时间5s，积分次数3次，对每个样品中6个点进行扫描；所得光谱进行平均得到每个样品的代表性光谱，将测得的样品拉曼吸收峰值代入建立的校正曲线，计算得到样品中嘧菌酯的含量。