基于 AgNPs–CNP 配方的 NaOH 辅助沙丁胺醇在加标猪肉提取物中的 SERS 响应

《Food Bioscience》：NaOH-assisted SERS response of salbutamol in fortified pork extracts using an AgNPs–CNP formulation

　　

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  AgNPs–CNP 实现了 NaOH 辅助的瘦肉精（沙丁胺醇）猪肉 SERS 检测。
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  在所有测试配方中，AgNPs–CNP-10 的响应最强。
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  1603 和 1360 cm^-1 处的谱带支持初步双谱带校准。
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  基于响应的检出限（LOD）和定量限（LOQ）分别为 0.119 和 0.396 μg/g。
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  沙丁胺醇/莱克多巴胺混合物显示出成分依赖的光谱重叠。

引言

随着畜牧业生产的日益集约化，一些 β-肾上腺素能激动剂被非法用于促进瘦肉生长和提高饲料效率，这引发了人们对动物源性食品安全性的持续担忧（Guo 等，2023；Zhao & Yang，2025）。沙丁胺醇（SAL）作为一种代表性的 β-激动剂，因其非法残留于可食用动物产品中不仅可能扰乱正常养殖和市场秩序，还可能对消费者健康构成潜在风险而受到特别关注（L. Li 等，2025；Praoboon 等，2022；K. Zhang 等，2017）。在中国，β-激动剂及其盐和酯被列入中华人民共和国农业农村部第 250 号公告规定的禁止在食品动物中使用的药物及其他化合物名单中（年鉴，2023）。因此，猪肉中的沙丁胺醇残留应被视为禁止性残留物，而不是按照允许的最大残留限量进行评估。因此，灵敏的筛查方法可能有助于识别疑似含有违禁沙丁胺醇残留的样品，尽管疑似阳性结果仍需使用经过验证的参考方法进行确认。

目前沙丁胺醇的分析方法大致可分为仪器确证方法、基于免疫分析的筛查方法和新兴的传感器技术（Zhao & Yang，2025）。其中，高效液相色谱（HPLC）和液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）具有高灵敏度、高选择性和可靠的定性和定量能力，因此被视为沙丁胺醇残留分析的重要确证工具（Brandi, Siragusa, Robotti, Marengo, & Cecconi, 2024; Warren, Ali, Leow, Tan, & Leow, 2024; Yaoyao, Richard, & Cristina, 2016）。然而，这些方法通常依赖昂贵的仪器和相对复杂的样品前处理和分析程序，这限制了它们在快速现场筛查中的适用性（Brandi 等，2024；Yan 等，2022）。免疫分析，如酶联免疫吸附试验（ELISA）和侧向流条带检测，因其简便、低成本和快速响应而具有吸引力，但在复杂生物样品中，其特异性和定量可靠性可能因基体干扰和交叉反应而受损（Ouyang, Yu, & Le, 2022; Zvereva, Zherdev, Xu, & Dzantiev, 2018）。近年来，基于电化学、荧光和电化学发光的传感策略也显示出快速检测沙丁胺醇的潜力，尽管其在复杂基体中的鲁棒性、适用性和通用性仍需进一步验证（L. Li 等，2025；Praoboon 等，2022；Zhao & Yang，2025）。

与这些方法相比，表面增强拉曼光谱（SERS）被认为是快速检测沙丁胺醇的一种有前途的替代方法，因为它结合了分子指纹识别和等离子纳米结构的强信号增强（Z. Lin & He, 2019; Nilghaz 等，2022; X. Xie, Pu, & Sun, 2018; Yin, Peng, Chao, & Li, 2025）。这种增强主要来自贵金属纳米结构附近的局域表面等离激元共振（LSPR）引起的电磁场放大，以及可能的界面电荷转移贡献（Campion & Kambhampati, 1998; Ding 等，2016; Langer 等，2019; Lombardi & Birke, 2008; Usman 等，2023）。因此，SERS 在灵敏度、速度和结构特异性读出方面具有吸引人的特点（B. Li, Liu, Huang, Jin, & Wang, 2023; L. Wu 等，2023）。然而，其在复杂肉类基体中的实际应用仍受到基体诱导的干扰、热点分布不均匀、纳米颗粒聚集不稳定以及混合光谱信号解释困难的限制（Neng, Wang, Wang, Zhang, & Chen, 2023; M. Wu & He, 2024）。化学计量学、机器学习和人工智能辅助分析的最新发展为从复杂的 SERS 光谱中提取有用信息和改进传感工作流程提供了额外机会（Quarin, Vang, Dima, Stan, & Strobbia, 2025; Usman 等，2023）。因此，开发可重复且耐基体的 SERS 基底对于在复杂食品系统中进行可靠检测仍然至关重要（D.-Y. Lin, Yu, Ku, & Chung, 2023）。

基于这些考虑，本研究经验性地评估了在含有不同名义浓度碳纳米粉的情况下制备的 AgNPs 用于 NaOH 辅助的 SERS 测量，检测从强化猪肉样品中提取的沙丁胺醇。研究比较了测试的 AgNPs–CNP 配方的 SERS 响应，考察了添加的 NaOH 储备液浓度的影响，并使用液滴级校准和保留的液滴子集评估了 1603 和 1360 cm^-1 处记录水平响应的表现。还进行了一项探索性的沙丁胺醇/莱克多巴胺共存实验，以描述相邻光谱区域的变化。本工作的贡献在于对 AgNPs–CNP/NaOH 组合的基体导向评估，包括其配方依赖性响应、NaOH 辅助增强行为以及在记录的名义水平范围内描述性的双谱带回归关系，而不是建立猪肉中沙丁胺醇的已验证定量方法。

章节摘要

化学品和材料

硝酸（HNO₃，65.0%–68.0%）和硝酸银（AgNO₃，≥99.8%）由国药集团化学试剂有限公司（中国上海）供应。盐酸莱克多巴胺纯品（C₁₈H₂₃NO₃·HCl，98.8%）购自北京盛达慧捷有限公司（中国北京）。纳米碳粉（99.55%，30 nm）购自上海阿拉丁生化科技有限公司（中国上海）。盐酸羟胺（NH₂OH·HCl）、氯化钠（NaCl）、氢氧化钠（NaOH）和

AgNPs-CNP 基底的初步筛选

如图 1a 所示，所有 AgNPs–CNP 制备物在 428–437 nm 处均显示出吸收带，这与在不同碳纳米粉浓度下制备的 AgNPs 的局域表面等离激元共振响应一致（Kelly, Coronado, Zhao, & Schatz, 2003）。尽管所有样品都保留了 AgNPs 的特征等离激元响应，但在峰位置和吸收强度方面均观察到明显差异。其中，AgNPs-CNP-50 显示出最高的整体紫外-可见吸收

结论

经验性地评估了一种 AgNPs–CNP 配方用于 NaOH 辅助的 SERS 测量，检测从强化猪肉制备的沙丁胺醇提取物。在所有测试配方中，AgNPs–CNP-10 产生了最强的沙丁胺醇相关光谱响应，而 0.9 mol/L 的 NaOH 储备液在所研究的聚集条件下提供了最强的响应。1603 和 1360 cm^-1 处的特征谱带在记录的名义标记系列中显示出水平依赖的光谱变化。该

CRediT 作者贡献声明

殷天镇：方法论、概念化。王琦：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 初稿，正式分析，数据管理。彭彦坤：撰写 – 审稿与编辑，验证，监督，资金获取。宋昊然：数据管理

未引用参考文献

Guo 等，2022；Ouyang 等，2022；Xie 等，2017；Xie 等，2018。

利益冲突声明

作者声明他们不存在利益冲突。

数据可用性

本研究使用的数据可在合理请求下从通讯作者处获得。

资金

本工作得到了国家重点研发计划（2023YFD1600105-03）的支持。

利益冲突声明

? 作者声明他们没有已知的竞争性经济利益或个人关系，这些利益或关系可能影响本文报告的工作。

殷天镇|王琦|彭彦坤|宋昊然