标题纳米增强拉曼光谱技术：一分钟现地沟油原形

　1930年，印度物理学家C.V.拉曼博士站上了诺贝尔物理学奖的领奖台，因为两年前他发现了透明介质的分子对入射光的一种特殊散射现象，后来这一现象被定义为拉曼散射，散射的光谱被称为拉曼光谱。

　　
　　图/中新地沟油检测四类核心指标
　　
　　2011年，已经作古40余年的拉曼，生前绝不会想到自己的发现，可以被发展成为快速检测一种叫做“地沟油”的物质的利器。
　　
　　快速出结果的黑箱子
　　
　　近日，记者来到欧普图斯光学纳米科技有限公司位于北京的实验室，亲眼目睹拉曼光谱是如何使地沟油快速现形。该公司在7月份，正式对外公布完成了国内首个“地沟油检测手提实验室”（激光拉曼光谱仪）的研发工作，并将于近期内实现产业化生产。
　　
　　桌上摆着一个掀开的黑箱子，应用研发部工程师将一小瓶油样塞入一个小洞（样品池），然后敲了一下与箱体相连的电脑键盘，大约十几秒钟后，屏幕显示结果为“阴性”，“这是好油。”工程师说。旋即，他又换了一瓶油样，大约十几秒钟后，屏幕报警，“这就是坏油。”整个检测过程的迅速出乎记者预料。
　　
　　工程师简单勾勒了一下整个过程，放入小油瓶，激光器会射出激光打到样本瓶内的样品，然后发出散射信号，CCD接受并转换信号后与数据库比对，然后电脑就会告诉你是好油还是坏油。“在最近打击地沟油的行动中，光谱仪已经显露过身手。”说完，他接着忙于工商卫生部门新送来的样品。
　　
　　这个实验室摆满了各种各样的食用油，看上去都是很鲜亮，闻起来都很正常，公司总经理刘春伟却告诉记者：“这些不都是好油。”
　　
　　纳米让拉曼光谱走出实验室
　　
　　刘春伟拿出一份科技日报，指着一篇关于美国科学家研制出灵敏度提高10亿倍的增强拉曼散射传感器的报道说：“我们比他们要早一年，而且灵敏度还要高。”
　　
　　1928年，印度物理学家拉曼发现了一种特殊的散射——一束单色光照射到一个物体后，其散射光会包含另外两种频率的光，这就是著名的拉曼散射。研究发现，这两种光的频率仅与该物体的分子组成相关，应用因这个伟大发现而诞生的拉曼光谱学，科学家们找到了一种有效识别物质的方法。
　　
　　“就像每个人的指纹都不一样，每一种物质经光照射散射后，会形成不同的拉曼光谱，这个光谱也具有唯一性。”因此，人们可以根据拉曼光谱对比判定不同的物质。但由于这种散射光太微弱，科学家几十年来很难让拉曼散射的应用付诸实践。
　　
　　近年来，随着纳米技术的兴起，科学家将这种拉曼光谱技术和纳米技术相结合，形成一个新的技术——纳米增强拉曼光谱技术。刘春伟介绍，如果将纳米颗粒和被测的物质有机结合，这时的光散射信号可被放大达14个数量级，这就好比安装了一个超级的“放大器”。这样一来，拉曼光谱技术的应用就走出了实验室。
　　
　　地沟油的两大特征
　　
　　什么是地沟油?相信多数人只惧其害，却未必知其细。实际上地沟油是对生活中存在的各种劣质油的一个泛称。
　　
　　刘春伟告诉记者，这些劣质油通常可以分为三类：一是潲水油，也叫泔水油，是不法商贩将收集来的潲水，经过水油分离、过滤，去味等程序处理后，重新得到的油脂;二是劣质动物油，是黑心商贩将猪皮猪下水，甚至是病死动物尸体炼制的油，加入到好油中冒充正规食用油;第三是煎炸老油，即炸油条、油饼、薯条等食品后反复加热使用的油。
　　
　　所有的提取地沟油的过程，有个工艺躲不开，就是加热。这也是为什么食用油厂商在广告里会强调冷轧。也正是反复的加热过程，使油产生了氧化，产生了大量致病、致疾、致患等对人体有害物质。
　　
　　经过洗涤、蒸馏、脱色、脱臭等精炼过程后的地沟油，和我们在超市买的桶装普通油一样清亮、干净，单从外观和感官上很难区分，也闻不出任何异味。有些不法商贩通常还会把地沟油掺入食用油中，如果含量较少，更是难以检测。
　　
　　但由于制作原料和高温处理的原因，地沟油一般存在“含有动物脂肪”或“氧化物质超标”两大特征，而这恰恰为光谱仪留下了蛛丝马迹。
　　
　　由于目前国家尚无地沟油检测的标准以及现行的食用油质量卫生标准较为宽范，在市场监管、质量管理等环节都缺少必要的技术支持，虽然卫生、质检、质监、工商、疾控等部门正在征集检测技术、制定地沟油检测标准、修订食用油的标准，但此项工作在短期内难以完成，为配合地沟油的专项治理工作，需要相应的行业标准及管理规范，欧普图斯公司配合江苏省、苏州市等相关管理部门，在市场管理方面做了一些有益探索，为管理部门提供有力的技术支持，得到了市场的认可，在科技走进社区活动中，不但为居民提供技术服务，还进行了科普推广，收到非常好的效果。
　　
　　公司现正与国内油料及油酯专家、规范的地沟油回收加工企业合作，进行专项研发，并积极参与地沟油检测标准及油料、油酯质量标准的修订工作。
　　
　　凡牵扯到检验检测的都可以做到
　　
　　刘春伟设想了这样一个场面，执法人员来到一个黑作坊，将其加工的“食用油”带回实验室检测，一两天后，结果出来了，是地沟油，再去抓人，跑了。此时，纳米增强拉曼光谱技术的准确和快速成为打击力度的保证。
　　
　　刘春伟告诉记者，为了让违禁添加物检测更加快速、准确，正在建立一个庞大的有害物质光谱库，正如警方拥有一个指纹资料库一样，这就解决了长期无法现场快速判定非法食品添加剂是否存在或超标的难题。
　　
　　2008年10月，科技部、质检总局、农业部、卫生部组织的“生鲜奶中三聚氰胺统一测试”中，该技术检测准确率达100%，含样品前处理总共用时不到5分钟（政府要求检测时间少于30分钟），其检测时间只需以秒钟计。因此，2010年夏国家质检总局将拉曼光谱法纳入食品安全快速检测监管体系，2010年12月，拉曼光谱法被列入国家批准的检测奶制品三聚氰胺的技术方法。
　　
　　如果你认为，一个获得了诺贝尔物理学奖的发现只能用来检测地沟油，那你就理解不全面。拉曼光谱法可被用来快速检测掺假食品（如橄榄油中掺豆油，奶粉里掺淀粉和糖等）、非法食品添加物（如三聚氰胺，苏丹红，味精中的硫化钠等）、农兽药和激素残留（如甲胺磷，孔雀石绿，6-BA等）、有害劣质食品包材（如PVC或掺有邻苯二甲酸乙酯类（即塑化剂）PVC薄膜和塑料玩具，由聚苯乙烯制成的快餐盒，劣质密胺瓷餐具等）。“凡牵扯到快速筛查检验检测的都有可能做到，食品安全只是其中一个领域。”刘春伟介绍，机场、重大集会的安检国外已经开始使用，只要检测体液还可进行人体重大疾病的早期筛查，另外，纳米增强拉曼光谱技术还可广泛应用在刑侦安全、环保监测、生物制药、工业生产过程质量监控等领域。
　　
　　■延伸阅读
　　
　　我们需要多种技术的组合
　　
　　近日，一则题为《卫生部再征集地沟油检测方法已报5种均不理想》的消息在网络上引起广泛关注。文中提到，已经征集到的5种地沟油检测方法，在经过专家论证后，发现这些方法特异性不强，卫生部将再向社会公开征集方法。由此引发了关于加强监管的新一轮讨论，但也出现了对于相关科研工作的质疑声。
　　
　　刘春伟表示，自己的技术和产品并不在那5家之内。这些质疑声可能是媒体对于卫生部发言人或者对于相关科研成果的误读，首先是全国的地沟油种类繁多，地沟油里的有害物质也多，再者任何一种检测手段都不可能100%全面涵盖所有的指标，拉曼光谱仪的检测率也只是在90%（10%为假阳性）左右。所以我们需要多种技术的组合，建立一个多重技术融合的平台，才能够建立起一个完整的技术监督体系。
　　
　　当然，还是流行的说法，“检测只是最后一道‘关口’，关键还在监管。”