纳米金表面增强拉曼光谱法快速定性定量检测3种非法添加抗感染药物

1、简介

市售婴幼儿护肤品种类繁多、功能丰富，如专门针对过敏问题所研发的宝宝湿疹膏、护臀膏以及止痒防过敏乳等，这类婴幼儿护肤品多采用中草药提取物进行配制，但是可能存在部分产品非法添加激素类、氟康唑类、沙星类等药物的现象，引起了民众的广泛关注。长期使用含有非法添加的糖皮质激素及抗生素类物质的化妆品，可能会使婴幼儿面部皮肤出现黑斑、萎缩变薄、过敏、激素依赖性皮炎或细菌耐药性增强等问题。检测糖皮质激素类、氟康唑类及沙星类等非法添加物的方法主要有液相色谱法、气相色谱法、液相色谱－质谱法、气相色谱－质谱法、超临界流体色谱法、免疫分析法及毛细管电泳法。这些检测方法检测结果准确可靠，但是存在前处理操作繁琐、仪器分析时间长、仪器成本高、检出效率低等问题，难以对上述非法添加物进行快速有效识别。免疫分析法中广泛采用的酶联免疫试剂盒虽然操作方便，但其操作过程繁琐，方法的特异性和灵敏性不强。因此，开发一种简单、可靠、快速的筛查方法，对于婴幼儿护肤品中非法添加物的批量准确测定具有十分重要的意义。

表面增强拉曼光谱法（SERS）利用金、银、铜等粗糙基底吸附目标物，可使目标物的拉曼峰衍射强度增大104~106倍，具有极高的探测灵敏度和分辨率，理论上可以实现单分子检测。鉴于此，本工作以溶胶凝胶法制备的金纳米溶胶作基底，用于甲硝唑、依诺沙星、氟康唑等3种非法添加抗感染药物的SERS定性、定量检测，可为相关化妆品中非法添加物的快速检测方法的开发提供思路。

2、研究方法

单标准储备溶液：1.00g/L-1，取甲硝唑、依诺沙星及氟康唑标准品各0.100g，用乙腈溶解并定容至100mL，摇匀备用，于４℃避光保存，使用时用乙腈稀释至所需质量浓度。单标准溶液系列：取适量单标准储备溶液，用乙腈逐级稀释，配制成0，0.500，1.000，2.000，5.000，10.000mg·kg-1的甲硝唑标准溶液系列，0，2.000，5.000，10.000，15.000，20.000mg·kg-1的依诺沙星标准溶液系列和0，2.000，5.000，10.000，15.000，20.000mg·kg-1的氟康唑标准溶液系列。甲硝唑、依诺沙星标准品的纯度均为99.9%，氟康唑标准品的纯度为99.8%；氯金酸、柠檬酸三钠均为分析纯；试验用水为超纯水。

激发波长785nm；激光功率200mW；扫描范围100~3000cm-1；扫描时间10s；扫描次数２次；平滑系数１；重复扫描次数３次，取第３次值。

3、实验与结果分析

3.1金纳米溶胶用量的选择

以1.000mg·kg-1甲硝唑标准溶液为待测对象，添加金纳米溶胶前后的拉曼光谱图见图1。

图1添加金纳米溶胶前后甲硝唑的拉曼光谱图

由图1可知，添加金纳米溶胶前，甲硝唑拉曼特征峰较少，响应也较弱，362，906cm-1处的拉曼特征峰主要来源于溶剂乙腈;添加金纳米溶胶后，732、824、1180、1264、1364,1550 cm-1处甲硝唑的拉曼特征峰信号得到明显放大，说明金纳米溶胶可显著增强甲硝唑的拉曼信号。以1.000mg·kg-1甲硝唑标准溶液为待测对象，试验进一步考察了金纳米溶胶用量分别为250、350、450、550、650uL时对甲硝唑1364 cm-1处拉曼特征峰衍射强度的影响，结果见图2。。

图2不同用量金纳米溶胶下甲硝唑的拉曼特征峰衍射强度

由图2可知，甲硝唑1364cm-1处拉曼特征峰衍射强度随着金纳米溶胶用量的增大先增大后减小，用量为450uL时增强效果最佳，推测随着金纳米溶胶用量的增加，更多的甲硝唑被吸附在金纳米粒子的表面，甲硝唑的拉曼响应增强，当金纳米溶胶:用量进一步增大，目标物的吸附达到过饱和，透光率下降，杂质也存在竞争吸附，导致增强效果下降。因此，试验选择的金纳米溶胶的用量为450uL。

3.2 1%柠檬酸钠溶液用量的选择

1%柠檬酸钠溶液用量会影响金纳米粒子的粒径，而金纳米粒子的粒径会对目标物拉曼特征峰的衍射强度产生影响。试验考察了1%柠檬酸钠溶液用量分别为0.3,0.6,1.0,1.5,2.0 mL时对1.000mg·kg-1甲硝唑标准溶液中甲硝唑1364cm-1处拉曼特征峰衍射强度的影响，结果见图3。由图3可知:甲硝唑1364cm-1处拉曼特征峰衍射强度随着1%柠檬酸钠溶液用量的增大先增大后减小，用量为0.6mL时增强效果最佳，可能原因:为此用量下合成的金纳米粒子物理性能更优。为验证这一猜想，对1%柠檬酸钠溶液用量分别为0.6，1.0mL时合成的金纳米溶胶进行FESEM表征，结果见图4。由图4可知:当1%柠檬酸钠溶液用量为0.6mL时，合成的金纳米粒子分布较集中，呈球形，形貌、粒径较均一,粒径约20~30nm;当1%柠檬。酸钠溶液用量为1.0mL时，合成的金纳米离子有团聚现象，且形貌和粒径不均一。相较之下，前者合成的金纳米离子物理性能更优，用作SERS基底时，更有利于形成稳定的SERS吸附位点，增强目标物拉曼响应效果。因此，试验选择1%柠檬酸钠溶液的用量为0.6mL。

图3不同用量１％柠檬酸钠溶液下甲硝唑的拉曼特征峰衍射强度

3.3 3种抗感染药物的定性定量特征峰的选择

甲硝唑、依诺沙星和氟康唑的SERS图见图5。

图4 1%柠檬酸钠溶液用量为0.6、1.0mL时制备的金纳米溶胶的FESEM图

由图5可知，甲硝唑在732，824，1180，1264，1364，1550 cm-1处的拉曼响应明显，其中后4个峰可作为甲硝唑的定性特征峰，1364cm-1处的关键特征峰可作为甲硝唑的定量特征峰;对上述6个峰的归属情况进行分析，732，824cm-1处的拉曼特征峰均可归属于C-C变形振动和C-N伸缩振动，1180cm-1处的拉曼特征峰可归属于C-N伸缩振动，1264cm-1处的拉曼特征峰可归属于C-C伸缩振动，1364cm-1处的拉曼特征峰可归属于C-N伸缩振动和亚甲基变形振动，1550cm-1处的拉曼特征峰可归属于亚甲基变形振动。依诺沙星在1346，1424cm处有明显的拉曼响应，可作为依诺沙星的定性特征峰，其中1424cm-1处的拉曼特征峰响应最强，可作为定量特征峰，这两个特征峰分别归属于C-H振动和C-O振动。氟康唑在986，1370cm-1处的拉曼响应明显，可作为氟康唑的定性特征峰，其中1370 cm处的拉曼特征峰归属于氢键受体伸缩振动；986cm-1cm的拉曼特征峰响应最强，可作为氟康唑的定量特征峰，归属于O-H、碳链伸缩振动。

图5甲硝唑、依诺沙星和氟康唑的SERS图

3.4方法学考察

以各目标物的质量分数为横坐标，以定量特征峰的峰面积为纵坐标绘制标准曲线，所得的线性参数见表1。重复测定2.000mg·kg-1的甲硝唑、依诺沙星和氟康唑的混合标准溶液7次,计算测定值的标准偏差(s)和相对标准偏差(RSD),以t(6,0.99)×S计算检出限(3.143s)。结果显示:甲硝唑、依诺沙星和氟康唑测定值的RSD为1.9%,4.9%,5.3%,检出限为0.12,0.35,0.39mg·kg-1按照试验方法分别测定0.500，2.000，10.000mg·kg-1甲硝唑标准溶液,2.000,10.000,15.000mg·kg-1依诺沙星标准溶液，2.000,10.000,15.000mg·kg-1氟康唑标准溶液。结果显示，甲硝唑的回收率为88.5%~93.0%，依诺沙星的回收率为96.0%~106%，氟康唑的回收率为101%~108%。

表1 线性参数

4、结论

本工作以自行制备的金纳米溶胶作为表面增强基底，对甲硝唑、依诺沙星及氟康唑等非法添加的抗感染药物进行表面增强拉曼光谱研究，并筛选出了定性、定量拉曼特征峰，可用于抗感染药物的定性、定量检测。方法大大增强3种抗感染药物的拉曼信号响应，后期有望实现在实际化妆品中非法添加抗感染药物快速检测上的应用。

5、文献分享

6、推荐产品

产品介绍

Portman便携式拉曼光谱仪面向于原材料筛选、现场快速检测及物质分析鉴定等应用场景，适用于实验室及现场使用。设备主机可根据用户需求配置不同的激发波长、光谱范围与分辨率，激光器支持软件控制与设定，提供便捷的一键式数据采集体验。配备丰富的采样附件，适配固体、液体、粉末等多种样品形态，满足多样化检测需求。软件支持去荧光处理、信号提取、谱图识别与数据库管理等功能。Portman已广泛应用于食品安全、国防安防、珠宝鉴定、医药化工等多个领域。

产品特点

• 平台化设计，波长可选丰富：标准配置包括532 nm、633 nm、785 nm、1064 nm波长，亦可根据客户需求定制（如671 nm等）。
• 多种系统配置可选：提供深制冷型、浅制冷型等多种配置，满足不同灵敏度与应用场景需求。高灵敏度，可分辨硅片的二阶峰、测出鸡肉脂肪细胞信号等。
• 高分辨率与抗荧光能力：具备出色的荧光抑制性能，可轻松测量高荧光样品。
• 多样化采样附件支持：可配置实验采样支架、浸入式探头、固体/液体/粉末样品模块等，适配多场景需求。
• 智能化软件支持：配备拉曼光谱基线预处理、周期采集、归一化处理、光谱识别等分析功能，并支持云端数据管理。