食品质量与安全的拉曼检测技术研究

研究方向介绍

食品质量与安全的拉曼检测技术方向主要开展：1）拉曼增强基底制备、功能性修饰研究；2）食品质量与安全拉曼指纹库的构建研究；3）拉曼光谱数据的挖掘与深度学习方法研究；4）现场/便携式食品质量安全的拉曼光谱快速检测设备研究。

在真菌侵染过程中果实局部化学成分变化研究方面

针对现有技术普遍存在的无法实现果实局部化学成分的原位检测、大量使用化学试剂及检测过程耗时过长等问题和局限性，利用共聚焦显微拉曼光谱技术对染病果实组织局部化学进行非化学处理下的快速定性、定量、定位分析，研究黑斑病侵染下香梨果实组织细胞壁化学成分的拉曼光谱响应机理和特性，并通过二维和三维成像方式可视化病害过程中香梨果实组织细胞壁多糖成分（如图1所示）、纤维素含量和果胶含量的变化规律。同时，还借助拉曼光谱成像技术和表面增强拉曼光谱技术对染病过程中果实酚类物质代谢及相关酶活性变化等进行深入的研究。

图1黑斑病侵染过程中香梨果实组织细胞壁多糖成分变化规律

Ag纳米点阵列SERS基底检测苯并芘方面的研究

利用阳极氧化铝（AAO）模板法制备了不同孔径的银纳米点阵列。具体的制备工艺流程如图2所示。然后利用紫外可见光谱，SEM，拉曼探针分子（罗丹明6G）对其进行表征。如图3所示，随着扩孔时间的延长，AAO的孔径逐渐变大，制备的Ag纳米点阵列的直径也相应变大，并且AAO模板的孔径和Ag纳米点的直径基本吻合。如图4所示，利用罗丹明6G探针分子对制备的Ag纳米点阵列进行了表征，随着纳米点直径的增大，拉曼信号逐渐增强，其中扩孔时间为80 min制备的纳米点阵列的增强因子可达到1.6 ×105。

图2制备银纳米点阵列的工艺流程

图3不同扩孔时间的AAO模板和银纳米点阵列的SEM图像

图4探针分子的拉曼光谱

表面增强拉曼成像技术检测灯笼椒中致畸物甲基硫菌灵及代谢产物的研究

以银纳米粒子为增强基底，研究了甲基硫菌灵及其代谢物等多维信息的农药残留在灯笼椒蔬菜中快速检测方法，在制备核壳磁性纳米检测探针的基础上（如图5所示），获取了不同浓度甲基硫菌灵的灯笼椒SERS光谱（如图6所示），利用不同预处理方法下（归一化、快速傅里叶变换、多项式曲线拟合）的波谱变化规律，实现了灯笼椒蔬菜表面农残的可视化（如图8所示）。

图5银纳米粒子的TEM图

图6灯笼椒样品的SERS光谱:原始SERS光谱

图7不同浓度甲基硫菌灵的灯笼椒SERS光谱

图8灯笼椒蔬菜表面农残的可视化分布图