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基于表面增强拉曼光谱技术的鸡肉中三种添加抗生素检测的应用研究

班晶晶  
【摘要】:鸡肉是日常餐桌上常见的动物性食品源。它不但具有高蛋白、低脂肪和低胆固醇的优点,而且肉质嫩滑、滋味鲜美,营养丰富。随着家禽养殖产业的不断扩大,养殖密度,养殖效益增加的同时,兽药的滥用及残留问题成为消费者的关注热点。为确保市场上鸡肉制品质量过关,需加强对鸡肉中兽药残留的有效检测。而表面增强拉曼光谱技术(Surface Enhanced Raman Spectroscopy,SERS)作为一种快速、简单、高灵敏度的检测手段在兽残检测领域拥有其独特的优势。本文利用表面增强拉曼光谱技术对三种抗生素:诺氟沙星、恩诺沙星和环丙沙星进行检测,以探究表面增强拉曼光谱技术快速检测鸡肉中抗生素含量(诺氟沙星、恩诺沙星、环丙沙星)的可行性,研究鸡肉中抗生素的光谱变化,开发检测鸡肉中抗生素含量的最优预测模型,以期为鸡肉中抗生素检测提供重要参考。主要研究内容如下:(1)基于SERS技术的鸡肉中诺氟沙星含量的快速检测研究采用SERS技术对鸡肉提取液加标样本中的诺氟沙星含量进行分析,并根据拉曼特征峰728、1312和1442 cm-1处峰强得出鸡肉中诺氟沙星含量的浓度。之后对进行预处理后的光谱分别建立基于全谱的鸡肉中诺氟沙星预测模型和基于特征峰预测模型,实现了基于SERS技术对鸡肉中诺氟沙星含量的预测。实验结果表明:①用此方法检测鸡肉中诺氟沙星的最低检测浓度可达0.1 mg/L。②基于全波段经过SNV预处理后建立的PLSR结果最佳,其结果分别为 Rc=0.9724、RP=0.9371、RMSEC=0.0615、RMSEP=0.0959。③基于特征波段采用S-G-CARS和SNV-VCPA方法可以用于鸡肉中诺氟沙星含量的预测。结果分别为Rc=0.7883、RP=0.8991、RMSEC=3.1726、RMSEP=8.7063,Rc=0.9998、RP=0.9977,RMSEC=0.0027、RMSEP=0.0152。(2)基于SERS技术的鸡肉中恩诺沙星含量的快速检测研究运用SERS技术对鸡肉提取液中恩诺沙星含量进行分析,并根据拉曼特征峰732、1320和1437 cm-1处峰强得出鸡肉中诺氟沙星含量的浓度。之后对进行预处理后的光谱分别建立基于全谱的鸡肉中恩诺沙星预测模型和基于特征峰预测模型,实现了基于SERS技术对鸡肉中恩诺沙星含量的预测。实验结果表明:①用此方法检测鸡肉中恩诺沙星的最低检测浓度可达0.05 mg/L。②基于全波段经过De-trending预处理后建立的PLSR结果最佳,其结果分别为 Rc=0.9982、RP=0.9974、RMSEC=2.6811、RMSEP=6.1395。③基于特征波段采用De-trending-CARS和S-G-VCPA方法可以用于鸡肉中恩诺沙星含量的预测。结果分别为Rc=0.9999、RP=0.9999、RMSEC=RMSEC=0.0219、RMSEP=0.6695,Rc=0.9999、RP=0.9999、RMSEC=0.0095、RMSEP=0.0185。(3)基于SERS技术的鸡肉中环丙沙星含量的快速检测研究运用SERS技术对鸡肉提取液中环丙沙星含量进行分析,并根据拉曼特征峰714、1320、1394和1439 cm-1处峰强得出鸡肉中诺氟沙星的含量浓度。实验结果表明:①用此方法检测鸡肉中环丙沙星的最低检测浓度可达0.2 mg/L。②基于全波段经过De-trending预处理后建立的 PLSR 结果最佳,其结果分别为 Rc=0.9979、RP=0.9934、RMSEC=2.3126、RMSEP=6.235。③基于特征波段采用SNV-CARS和S-G-VCPA方法可以用于鸡肉中环丙沙星含量的预测。结果分别为 Rc=0.9986、RP=0.9997、RMSEC=0.0094、RMSEP=0.0404,Rc=0.9999、RP=0.9999,RMSEC=0.0032、RMSEP=0.0079。研究结果表明,采用SERS技术对鸡肉中诺氟沙星、恩诺沙星和环丙沙星含量的检测方法是切实可行的。


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