| 發布日期：2022-09-02 |
8月27日，央視新聞30分欄目報道，陜西省榆林市榆陽區市場監管局認定一個體工商戶經營銷售的芹菜食品監督抽檢不合格。毒死蜱實測值為0.11mg/kg，《食品安全國家標準 食品中農藥最大殘留限量》（GB2763－2021）中規定，毒死蜱在芹菜中的最大殘留限量為0.05 mg/kg，違反規定，給予當事人罰款6.6萬元的行政處罰。
視頻圖片來源：《央視網快看》
這起社會事件引起大眾廣泛熱議，那么毒死蜱是什么呢？
化學名為O,O-二乙基-O-(3,5,6-三氯-2-吡啶基)硫代磷酸，呈白色結晶，具有輕微的硫醇味，是一種非內吸性廣譜殺蟲、殺螨劑。毒死蜱具有環境持久性和生物蓄積性，它能通過人們的飲水、食物、住所、甚至呼吸的空氣進人體內，分布于血液、唾液，作用于神經、免疫、生殖、內分泌等器官系統，甚至影響胎兒的生長發育；還可能會引起DNA損傷、基因突變、染色體畸變等遺傳毒性；誘導細胞癌變，增加肺癌、白血病等癌癥的發病風險。
基于表面增強拉曼光譜技術開發茶葉中毒死蜱快速檢測方法。結合ICPA-mRMR算法實現了茶葉中毒死蜱農藥殘留的快速定量檢測，ICPA-mRMR預測值與LC-MS/MS檢測值并無顯著性差異。
表面增強拉曼光譜（SERS）是拉曼光譜的延伸與發展，SERS=拉曼光譜的高特異性+金屬納米結構提供的局部表面等離子體共振+高靈敏性，故SERS不僅繼承了拉曼光譜高特異性的特點，而且能夠使待測分子拉曼信號增強幾百萬倍甚至更大數量級。
圖1 金屬納米顆粒表面增強拉曼散射過程示意圖
[引自H. Zhang, C. Wang, H. L. Sun, et al. In situ dynamic tracking of heterogeneous nanocatalytic processes by shell-isolated nanoparticle-enhanced Raman spectroscopy[J]. Nature Communications, 2017, 8:15447.]
圖2（A）SERS檢測體系示意圖；（B）SPL-Raman-785顯微拉曼光譜儀
圖3 茶葉中毒死蜱農藥殘留SERS光譜
特征峰（cm-1） | 特征峰歸屬 |
626 | ν(P=S) |
1085 | ν(P-O-R) |
1155 | δs (C-H) |
1260 | Ring stretching mode |
1455 | δs (C-H) |
1570 | Ring stretching mode |
結合ICPA-m RMR算法實現了茶葉中毒死蜱農藥殘留的快速定量檢測，ICPA-mRMR預測值與LC-MS/MS檢測值并無顯著性差異。
基于SERS檢測體系實現了茶葉中毒死蜱農藥殘留SERS光譜的檢測，檢測靈敏度至少可達到1.0×10-9g/kg。歐盟針對茶葉中毒死蜱的最大殘留限量（MRLs）為0.1mg/kg（1.0×10-5 g/kg）。上述結果表明，該SERS檢測體系可以滿足歐盟標準的靈敏度要求，且具有構建簡單、使用方便、穩定性和可靠性好等優點。基于此，開展茶葉中毒死蜱農藥殘留SERS光譜的定量研究，如4所示。
圖4 茶葉中毒死蜱農藥殘留快速檢測示意圖
圖5（A）不同波長參與下校正模型的RMSEC和RMSEP值的變化；（B）ICPA-mRMR篩選得到的特征波長的分布；（C）茶葉中的毒死蜱農藥殘留ICPA-mRMR預測值與LC-MS/MS測定的真實值之間的關系
表2 各算法模型的定量檢測結果
本研究基于SERS檢測體系和ICPA-m RMR實現了茶葉中毒死蜱農藥殘留的快速定量檢測。首先，提出了新型的特征波長篩選-建模算法ICPA-mRMR，在最優波長子區間篩選階段，將BMS、EDF和MPA嵌入ICPA中，用于波長子區間的采樣、波長子區間的空間收縮以及波長子區間的集群分析。其次，在篩選得到的最優波長子區間的基礎上，采用m RMR算法進一步篩選特征波長以去除冗余度。然后，將ICPA-mRMR與PLS、si PLS-GA和CARS-PLS等用于定量檢測茶葉中的毒死蜱農藥殘留，結果對比分析表明，ICPA-m RMR篩選得到的特征波長最少，且預測性能最佳。最后，將ICPA-mRMR的預測值與LC-MS/MS測定的實測值做t檢驗，結果表明，ICPA-mRMR預測值與LC-MS/MS檢測值并無顯著性差異。因此，該方法可作為茶葉中單一農藥殘留快速定量檢測的有力工具。
本研究中用到的SPL-Raman-785顯微拉曼光譜儀，本公司現已升級為MR-3CHANNEL-Portman785。
自動對焦，mapping, 高光譜，自動移動平臺，支持多種波長，在生物醫療、光致發光、微塑料、二維材料石墨烯等科研領域中廣泛應用。
MR532/785/1064顯微拉曼光譜儀是由拉曼三通道模塊、LED光源、金相顯微鏡等部分構成。操作簡單，采集速度快，在短時間內觀察到樣品的微觀結構與拉曼光譜信息，能夠快速幫助用戶對樣品進行檢測與分析。在生物醫療、光致發光、微塑料、二維材料石墨烯等科研領域中廣泛應用。
如海自研的拉曼三通道模塊可以支持532nm、633nm、785nm、830nm、1064nm等任意3個不同激發波長的拉曼光譜測量。模塊中配置光路切換系統，可以通過軟件進行不同波長激發的快速切換，并可對采集的拉曼譜圖進行疊加對比分析。模塊上的探頭可以即插即用，對非常規形態的樣品方便檢測。可根據用戶已有的顯微鏡定制適配的拉曼三通道模塊，組裝成顯微拉曼光譜儀。
可支持拓展Mapping平臺（即拉曼光譜成像功能），可以對樣品微區進行拉曼光譜成像。用圖像的方式直觀顯示樣品的化學成分分布、表面物理化學性質等更多信息。高精度移動平臺，最小步進1μm，可精確探測到樣品的拉曼信號。軟件功能完善，可實現自動聚焦功能、明場圖像拼接以及mapping圖像顯示。
本文作者：劉瑞
參考文獻
