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噻苯咪唑检测应用于近红外有机水果的表面增强拉曼光谱半岛综合体育官方APP下载德甲

Csilla穆勒,Leontin大卫和西蒙娜Cintu Pinzaru^*

美女——Bolyai大学生物医学物理、理论和分子光谱学部门Kogalniceanu 1, ro - 400084,任,罗马尼亚。半岛综合体育官方APP下载德甲电子邮件:(电子邮件保护)

介绍

噻苯咪唑(着重)[2 - (4-thiazolyl)苯并咪唑,也称为E233],是一种化学杀菌剂和杀寄生虫的主要用于蔬菜和水果为了防止模具、枯萎病和其他疾病造成长时间运输和储存(图1)。着重主要是用作成分蜡应用于柑橘类水果的皮,一般认为急性皮肤毒性较低。它既不刺激眼睛或皮肤也不是真皮感光剂。中毒性类别,范围从1(最有毒的)到4(有毒),着重被指定为4。尽管如此低的急性毒性,美国环境保护署(EPA)分类着重稍微有毒农药而其他来源分类可能会致癌。¹目前,欧盟法规指示某些农药最大允许含量²植物来源的产品;因此,需要足够的和敏感的技术来控制他们。理想情况下,这些方法将工作以非破坏性的方式,以低成本快速运作。关于着重,罗马尼亚指令,结合欧盟规定,指定的最大级别6毫克公斤¹在柑橘类水果的情况下。着重不是在欧盟批准作为食品添加剂。³

Figure 1. Composite picture showing “bio”-lemons, a label from banana packaging (showing reference to TBZ use) and the TBZ molecular structure. TBZ has been also detected in bananas, oranges, mandarins, lemons and grapefruits. A comprehensive SERS study has been submitted for publication to Food Chemistry Journal on 05.02. 2013 by S. Cintu Pînzaru et al.

一般来说,食物控制是通过使用昂贵和耗时的高效液相色谱法(HPLC)或气相色谱分析-质谱法(gc - ms)技术,而optically-based技术只进行的实验室研究,例如,简单的混合物,似乎可能近红外(NIR)光谱有可能检测食品掺假,最近指出,唐尼指马肉。半岛综合体育官方APP下载德甲⁴近40年以来发现,表面增强拉曼光谱(ser),最快速发展的技术,获得了各种分析领域的兴趣日趋浓厚。半岛综合体育官方APP下载德甲ser结合指纹与信号增强特异性好几个数量级大于常规拉曼光谱和,例如,被用于研究贵金属nanosurfaces吸附分子的振动特性。半岛综合体育官方APP下载德甲这已经产生了丰富的信息被吸附物在非常低的浓度。⁵ser惟一地标识分子,使个别物种的检测及其官能团参与吸附过程。增强因子可高达10¹⁴-10年¹⁵,它允许足够敏感的技术检测单分子在一定条件下。ser检测微量有机化合物提供了一种能力,污染物,农药和许多化学物质,所反映的出版物的数量。⁵结合近红外光谱激发激光的ser技术结果所谓的NIR-SERS方法。这是特别具有挑战性的,因为最受欢迎的贵金属纳米粒子用于ser要求可见激光线实现表面等离子体共振(SPR)。在本文中,我们演示了检测和监测的可能性,着重从有机(称为“生物”在罗马尼亚)柠檬可以在罗马尼亚市场使用NIR-SERS和探针技术使用一个紧凑的再现性,便携式,mini-Raman光谱仪。

实验

银胶体被用作SERS-active表面。由于低着重水溶性(50毫克L¹在pH值7),乙醇溶液中,溶解度大于100 g(0.21克¹)准备。ser样本准备通过添加10µL不同着重股票的解决方案在10²摩尔L¹到10⁹摩尔L¹立即500µL胶体Ag)和测量范围。我们随机选择和准备的“生物”柠檬样品沉浸的一小块皮为蒸馏水。浸泡15分钟,30分钟,1 h或24 h, 10µL的解决方案是添加到500年µL胶体Ag)和用于ser测量。傅里叶变换(FT)拉曼和NIR-SERS光谱着重记录与Equinox 55力量FRA 106年代拉曼光谱仪集成模块。光谱分辨率是2厘米¹,激发激光线1064 nm激光功率350兆瓦。扫描(nco-added = 500)。ser光谱着重解决方案也记录使用优势532微型光谱仪(美国DeltaNu公司)提供的532海里励磁线Nd: YAG激光的输出功率40 mW和10厘米的光谱分辨率¹。光谱被记录在200 - 3400厘米¹波数范围内,尽管便携设备的敏感性差2000厘米以上¹,低于400厘米¹。

结果和讨论

光学消光光谱的银胶体纳米粒子表现出一个乐队在444海里。的吸光度演化后的纳米颗粒添加着重提出在图2中,一个红移从444 nm刚做好的材料(a)观察474海里,后逐步添加少量的10³摩尔L¹着重解决方案,从100年µLµL (b) 500 (e),分别指示增加纳米粒子的聚合着重的存在。30 nm的转变和扩大吸光度曲线表明一个强大的聚合纳米颗粒的存在着重。表面等离子体共振(SPR)转向更长的波长,建议使用近红外激发激光线的可能性达到爵士。深黄色纯胶体纳米粒子变成了深绿色,根据着重浓度,迅速表现出大骨料变成micro-sediments瓶的底部。从nanomole到皮摩尔浓度,Ag-TBZ复杂的稳定,即使在24小时。虽然不是选择性技术,SPR已被证明是一个潜在的工具着重检测,虽然它不能识别物种在一个复杂的混合物。

Figure 2. (a) Extinction spectra of pure colloidal Ag and after adding: (b) 100 μL, (c) 200 μL, (d) 300 μL and (e) 500 μL TBZ aqueous solution. The red arrow indicates the position of the NIR excitation laser line relative to the absorbance curves.

NIR-SERS着重的信号

由于强烈的SPR扩大的存在着重(图2),我们采用波长1064纳米的激光线探测NIR-SERS样品一样的传统SPR的方法。如图所示的红色箭头在图2中,这个激光线下降远离胶体纳米颗粒的吸光度的带宽。着重兴奋的NIR-SERS光谱波长1064纳米的激光线如图3所示的FT-Raman谱相比,固体着重粉和传统爵士66海里着重的信号,获得的SPR条件(波长532纳米的激光线)。最重要的NIR-SERS乐队都观察到1574厘米¹,1545厘米¹,1285厘米¹,1225厘米¹,1032厘米¹,1006厘米¹和784厘米¹和一个非常强大的乐队在236厘米¹缺席(或很弱)光谱纯化合物。小乐队的位置和相对强度变化比较FT-Raman NIR-SERS光谱表明化学吸收作用过程。根据ser选择规则,^5,6振动模式与极化率组件垂直于表面增强。从理论上讲,着重物种可以通过从N孤对电子或吸附原子(或两者),导致垂直方向Ag纳米粒子表面,或通过p环电子导致平面表面的报道。那些乐队的扩大是强烈相比转向正常拉曼特性,表明tilted-to-parallel取向的分子骨架的Ag)表面,p轨道的戒指可能会与金属表面进行交互。FT-Raman设备由于更高的灵敏度,低波数范围显示强劲的NIR-SERS乐队在236厘米¹也可见anti-Stokes范围(这里没有显示)和分配⁶Ag-N债券的化学吸附着重通过N原子。在传统ser信号与低分辨率设备记录,较低的灵敏度高和低光谱范围(2000厘米以上¹,低于400厘米¹),乐队在236厘米¹弱,尽管可观测确认N-adsorption过程。NIR-SERS乐队在1574厘米¹(分配到一个复杂的骨骼环拉伸模式着重)和乐队在1006厘米¹(分配给苯基环呼吸模式)也增强,支持的建议垂直方向着重骨骼平面Ag)表面。此外,强大的背景下观察可见激光激发完全淬火使用近红外激发行。不同的乐队在784厘米¹(图3)强烈建议S原子参与吸附的着重乙醇溶液。

Figure 3. NIR SERS spectrum of TBZ compared with the FT-Raman signal of crystalline TBZ powder and with the conventional SERS signal of 66 nM TBZ.

总之,这个NIR-SERS实验证实了着重溶解在乙醇的化学吸收作用通过N和S原子,导致垂直方向着重骨骼的飞机对Ag纳米粒子表面。虽然达到了一个令人印象深刻的ser检出限SPR条件下(0.66 nM) TBZ-ethanol解决方案,水提取目的监测将是可取的。完全不同的ser TBZ-aqueous解决方案的行为被发现(这里没有显示)表明不同化学吸收作用过程,可能与骨骼Ag)表面平面倾斜。

ser信号有机水果造成的水溶液浸在水里

标准曲线的浓度有关着重ser信号是为了开发测试技术的能力来检测着重处理水果。ser光谱着重溶解在水中的浓度从1.96×10⁵摩尔L¹到10^-11年摩尔L¹如图4所示为整个光谱范围内通过使用便携式光谱仪。ser光谱形状表明,降低浓度不影响的方向对Ag)表面吸附物种。着重的光谱形状为1.96×10^-11年摩尔L¹浓度仍然是一致的主要ser指纹着重水溶液和建议着重的ser检出限。着重的ser信号pH值7成功确定浸渍后的水样结果的“生物”柠檬从一个专门的“生物”商店购买(图4,上光谱)。浸泡之前,水果是用自来水洗净。水果浸泡15分钟后,着重在水中检测到。只有少量(10µL)的水溶液ser测量就足够了。更长的浸时间生成的ser信号强度较高的解决方案。考虑到ser浓度依赖性(图4),典型的ser中性着重在10的信号⁵摩尔L¹被确认后的样品24小时浸泡。这个结果支持额外的研究校正曲线的线性范围的ser正常化强度作为一个集中的相对强度比的函数r观察到的特征波段我_1389年/我_484年。的值r> 1特定仅为10⁵摩尔L¹浓度,而对于低浓度,这个比例是多少r< 1。结果清楚地表明,国内自来水下洗水果也不能完全去除着重,因为更高的浓度信号检测是实现后再水浸。

Figure 4. The concentration dependence SERS spectra of TBZ from micromole to picomole levels, as indicated above each spectrum. Upper spectrum shows the SERS signal collected from 10 μL water which resulted after “bio” lemon immersion for 24 hours.

的光谱形状容易允许识别着重ser指纹虽然有些样品的其他小信号的贡献在1545 - 1640厘米¹观察范围和更高的拉曼其他可能的“杂质”产生的背景上水果。然而,着重明确检测。考虑到着重分子量201.25 g的摩尔¹,和10µL用作ser样品体积,我们可以很容易地估计为1.96×10的浓度⁵摩尔L¹,着重提取的总量在100毫升水为0.39毫克。这个数量明显超过6毫克公斤的最高级别¹目前法规规定的柑橘类水果(柑橘、柚子、葡萄柚、柠檬、普通话)以来的水果总量用于实验一小块皮(~ 5 g)提供大约78毫克公斤¹。

结论

我们演示了记录的可能性NIR-SERS信号从着重使用常规Ag纳米粒子基于SPR Ag-TBZ复杂的扩大对近红外光谱范围内。不同的着重ser行为被发现溶解在乙醇水溶液相比,对检出限低三个数量级为后者。

NIR-SERS振动数据被用来检测着重对待“生物”柠檬示例使用简单的方法把它们浸泡在水里和执行ser Ag)胶体纳米颗粒。ser着重揭示特定频带的信号强度比(我_1389年/我_484年)浓度的函数允许快速检测着重浓度水平的果子。

总额为0.39毫克着重估计24小时浸泡后的水样5 g柑橘皮,导致估计剂量78毫克公斤¹,13倍高于最大允许电流规定。

确认

Cs。穆勒欣然承认金融支持POSDRU / 107/1.5 / S / 76841。

引用

epa - 738 f - 02 - 002,预防、农药和有毒物质,2002年5月;(www.epa.gov oppsrrd1 /红色/ thiabendazole_red.pdf)
bdapp官方下载安卓版欧洲议会和理事会指令87/107 / EEC的近似的法律授权成员国关于食品添加剂用于食品用于人类消费,官员。j .欧元。社区:中国。11.02.1989;L40: 27 (1988)。
英国食品标准局,“当前欧盟批准的添加剂和E数字”,10-27 (2011)。(www.food.gov.uk政策建议/ additivesbranch enumberlist # .UPl-WR2TxM4)。
g·唐尼,“近红外光谱能扮演一个角色在检测马肉掺假绞碎的牛肉吗?”,www.impublications.com/content/can-nir-play-role-detecting-horsemeat-adulteration-minced-beef
美国Schlucker(主编),表面增强拉曼光谱分析、生物物理和生命科学的应用半岛综合体育官方APP下载德甲。Wiley-VCH,德国魏因海姆(2010)。
n . Peica帕维尔,美国Cinta Pinzaru, V.K. Rastogi和w·基弗,”E 102食品添加剂的振动特征拉曼光谱和表面增强拉曼光谱和理论研究”,半岛综合体育官方APP下载德甲j·拉曼Spectrosc。657 (2005)。doi:10.1002 / jrs.1354