表面增强拉曼光谱法在食品中亚硝酸盐的快速筛查研究（二）

2、表面前处理条件优化

为得到图1所示信噪比良好的增强SERS谱图，以30mg/kg亚硝酸钠加标的光谱香肠样品为例，我们对固体样品的法食提取液（硼砂溶液）浓度进行了优化。图2为用不同浓度硼砂溶液作为提取液时得到的品中SERS谱图。我们注意到：使用纯水提取固体食品中的亚硝亚硝酸盐时，能够获得比较好的酸盐速筛SERS检测效果；提取液中加入0.1%硼砂后，SERS信号提高了2～3倍，查研表明硼砂的表面加入可以显著提升提取液对固体样品中亚硝酸盐的提取效率。在逐步提高硼砂的增强浓度至饱和的过程中，由SERS信号反映出的光谱提取效率先是升高，于提取液为1%硼砂溶液时有最强SERS信号，法食比之纯水有4～5倍的品中提升。对于该范围内，亚硝提高硼砂溶液浓度对提取亚硝酸盐效率产生正相关影响的酸盐速筛原因可能是：①在纯水环境中，无碱保护下的亚硝酸根离子在遇到超声及加热时，极易发生分解，生成NO和NO₂，造成提取物损失；当加入一定剂量的硼砂时，由于硼砂能在水中水解成碱性缓冲溶液（pH=9.18），给亚硝酸根离子提供稳定的碱性保护环境，减少亚硝酸根离子的分解，同时还可吸收少量分解出的NO₂。②硼砂可为下一步的乙酸锌沉淀蛋白步骤提供碱性环境，有利于除杂，并皂化脂肪，减少样品被脂肪颗粒包裹，使亚硝酸根离子更易提取到水相中。

在随后增大硼砂浓度的过程中，SERS信号是下降的，3.4%硼砂溶液作提取剂时，其SERS信号比0.1%硼砂溶液还要低些，而6.8%饱和硼砂溶液提取则基本无信号。我们认为该结果与之前硼砂溶液对亚硝酸盐提取效率的提高是不矛盾的。因为过量的硼砂缓冲溶液可能破坏对氨基苯磺酸提供的酸性反应环境，降低亚硝酸根离子与对氨基苯磺酸和盐酸奈乙二胺的衍生化效率。而本实验最终检测的探针即为衍生化的偶氮产物，当衍生化的生成产率降低，可提供给纳米粒子结合的探针数量减少，相应的SERS信号即降低。当探针数量减少至检出限以下时，便出现如6.8%饱和硼砂提取亚硝酸盐时所出现的SERS信号。所以在该浓度范围内，增大硼砂浓度并非不利于对亚硝酸盐的提取，而是不利于衍生化反应的缘故。

综上，考虑硼砂溶液对亚硝酸盐提取效率和衍生化反应生成产率的影响，我们选择以1%质量浓度的硼砂作为提取剂。

3、方法的普适性

上述前处理条件的优化是基于加标30mg/kg亚硝酸钠的香肠样品，为验证该条件的普适性，我们分别对数十种固体和液体加标样本进行检测。
图3给出在香肠、腌菜、海鲜干货、腊肉和隔夜菜等食品样本中加标30mg/kg亚硝酸钠所得到的典型SERS谱图。位于1118、1143、1161、1194、1306、1329、1384、1419和1588cm-1等位置处的亚硝酸盐衍生化产物的特征拉曼谱峰清晰表明：SERS方法能对这些基质复杂且多样的食品样本中所含有的痕量亚硝酸盐进行高灵敏的快速检测，尽管这些食品的基质差异显著：如香肠含有动物脂肪和淀粉等，腌菜中含有高浓度的盐分和草酸等，腊肉中含有大量的动物脂肪和蛋白质等。基于拉曼光谱的指纹图谱及SERS的特异性识别的特点，进行优化的前处理方案在很大程度上消除了这些基质的干扰，体现出来的差异仅仅是SERS谱峰的拉曼强度高低：最高值约为最低值的2～3倍。该结果说明，尽管所采用的前处理方案尚无法完全排除不同介质中的基质干扰，但是并不影响目标物的高灵敏检出。

三、结论

综上可知，本研究建立了一种基于表面增强拉曼光谱的亚硝酸盐快速筛查方法，该方法检出限为30mg/kg，检测时间短，检测仪器携带方便，可以作为一种灵敏、非定向的快速筛查手段，用于滥用添加亚硝酸盐的食品检测当中，能够满足职能部门的现场执法和实验室预检需求。

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