[00782493]表面增强拉曼光谱食品安全检测、环境监测技术研究与应用

随着社会的发展，工业化、城镇化的不断推进，食品安全、能源环境安全问题已成为中国社会面临的突出难题。其特征物质的快速、现场监测需求增长迅速。食品以及环境监测领域主要采用传统的实验室分析手段。这些方法的监测设备费用昂贵、操作过程复杂、分析处理时间长、分析数据更新缓慢，不适于现场监测。因此该项目在重庆市科技攻关计划项目(重大)、国家自然科学基金、中国科学院西部行动计划以及中国科学院“西部之光”的支持下，系统研究了表面增强拉曼光谱在食品安全、环境监测、能源安全领域的算法理论、芯片技术以及现场检测方法，取得了一系列重要的创新性成果，主要发明和创新内容如下： 1、建立了一种新型的拉曼光谱与处理方法，通过基于小波变换的自适应阈值去噪算法，基于非对称最小二乘的基线校正算法，以及标准归一化处理以及基于三次平滑样条拉曼光谱数据拟合，有效的降低了拉曼光谱的噪声，显著提高了分析结果的准确度和精度。 2、创新性地提出了双金属协同共振拉曼增强机理，实现新型微纳米结构的调制，设计制造了一种新型的拉曼散射芯片，拉曼散射信号更真实、稳定、均一，该芯片不同尺度结构、不同材料间产生协同作用，具有超高的分析灵敏度。 3、成功研制了具有自主知识产权的新型便携式拉曼光谱仪，获得优秀产品奖1项，配合开发的算法和芯片，对食品、环境中多种污染物的做了大量研究，建立了表面增强拉曼技术快速检测方法，可媲美甚至在有些方面超越国内外现有的商业化小型拉曼光谱仪。 4、创造性地将拉曼光谱技术引入电力系统环境在线监测领域。提出了油中溶解老化特征物原位检测新方法，以及油中溶解待测老化特征物拉曼光谱非线性效应定量修正方法，实现了油中溶解老化特征物糠醛、丙酮、甲醇等的原位准确检测。自主研制了变压器油中溶解老化特征物拉曼光谱检测系统。 相关研究成果获得国家发明专利授权7项，软件著作权1项，发表在Chemometrics andIntelligent Laboratory Systems、Applied Catalysis B：Environmental等国际知名期刊共16篇，其中SCI收录论文16篇(单篇影响因子>10有1篇)，成果得到国内外学术界和产业界的广泛认可。为中国食品安全监督、环境安全监测等提供了新的可行方法，对原有检测方法的升级换代提供新选择，该项目的实施为食品安全、环境安全等提供了可靠保障，取得了重大的经济和社会效益。