CN106950214A - 一种用于检测液态牛奶中三聚氰胺含量的方法 - Google Patents

一种用于检测液态牛奶中三聚氰胺含量的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于检测液态牛奶中三聚氰胺含量的方法，该方法是采集三聚氰胺的直接信号，不会受到牛奶中其他物质的干扰,发明操作简单，对牛奶中的三聚氰胺分子的检测能力可以达到1mg/L，符合国家标准，而且检测时，不需要制备金或银溶胶的SERS基底，而是使用倾斜排列的银纳米棒阵列基底，可以使检测的灵敏度更高、更稳定，大大减少了外界温度、样品本身对检测定性及定量的影响，使检测更便捷，而且不需要对制备的纳米颗粒进行反复清洗，操作过程简单。可以为食品的监督检查和食品生产的实时监测提供一种新的方法。

Description

一种用于检测液态牛奶中三聚氰胺含量的方法
技术领域
本发明涉及一种三聚氰胺含量的检测方法，特别涉及一种用于检测液态牛奶中三聚氰胺含量的方法。
背景技术
三聚氰胺分子(1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺)是一种用于制造三聚氰胺树脂的原材料。近年来，不法分子将三聚氰胺分子非法添加到牛奶等蛋白质类食品中，其主要目的是为了提高产品的虚假蛋白质含量。原因是三聚氰胺分子氮元素含量高达66％，而常规检测食品中蛋白质含量的方法正是根据产品中氮元素含量来确定蛋白质的含量,如凯氏定氮法，无法将蛋白质和三聚氰胺分子区分开来。所以不法分子通过非法添加三聚氰胺的方法，达到虚假提高产品蛋白质含量的目的。三聚氰胺分子进入人体会造成很大的危害，尤其是对泌尿系统的危害最为严重。2008年某品牌的奶粉中非法掺入三聚氰胺，使得在很多食用过该品牌奶粉的儿童体内发现患有肾结石。2007年在美国，由于宠物食品中的非法掺入三聚氰胺，使得大批食用过这种宠物食品的宠物患病或者死亡。由此可见，建立一种简单、快速并且适宜于非专业人员操作的三聚氰胺检测方法是十分重要的。
对于目前检测三聚氰胺的方法可以分成两类：一类是可以达到很高的检测灵敏度，但是这一类方法必须进行复杂耗时的前处理工作，从混合体系中将三聚氰胺分子提取出来；另一类是可以应用在混合体系中完成对三聚氰胺的直接检测，但是由于混合体系中众多杂质的干扰，无法使检测限度达到国家要求的检测标准。
用于检测样品中三聚氰胺的方法主要是高压液相色谱法、液质联用和气质联用等方法。此类方法不仅操作复杂，还对操作仪器的人员素质以及仪器本身的性能要求较高。并且检测费时，运行费用较高。由于所使用仪器的限制，无法完成现场快速的检测，以及在食品生产过程中的实时监测，而且传统的检测方法在检测时，SERS基底需要使用化学还原法制备金或银溶胶，其制备过程中对温度、各组分的配比以及配置的时长要求精确控制，由于其条件控制难以准确量化，导致每次制备的金、银纳米颗粒粒径和分散性无法准确一致，获得的基底重复性较差。在使用液态SERS基底时，需要对制备的纳米颗粒进行反复清洗，操作过程复杂，且在检测中容易受外界温度、样品本身的性质影响，难以便捷定性及定量检测。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种用于检测液态牛奶中三聚氰胺含量的方法，该种方法可以不经过分离步骤，直接在牛奶中检测三聚氰胺分子存在与否；可以通过其表面增强拉曼信号的强度大小来判断在牛奶中三聚氰胺分子含量的多少，并且该方法的检测限度符合牛奶中三聚氰胺检测的国家标准，而且检测时，不需要制备金或银溶胶的SERS基底，而是使用倾斜排列的银纳米棒阵列基底，可以使检测的灵敏度更高、更稳定，大大减少了外界温度、样品本身对检测定性及定量的影响，使检测更便捷，而且不需要对制备的纳米颗粒进行反复清洗，操作过程简单。
为实现上述目的，本发明采用以下技术手段：
本发明提供一种用于检测液态牛奶中三聚氰胺含量的方法，包括以下步骤：
a.取1mL样品牛奶，在样品牛奶中加入40uL浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液，混匀后加入1mL乙酸乙酯；
b.将步骤a中的混合液在8000r/min的转速下离心30秒，取出1mL上清液加入pH值为3的氯化氢水溶液1mL，静置1min；
c.将2uL步骤b中得的溶液的下层清液滴加到银纳米棒阵列基底上，使所述溶液浓缩，得到检测液；
d.将步骤c中得到的检测液进行拉曼散射检测，设置激光功率为100mW，积分时间为10s，测得检测液的SERS光谱；
e.进行定性检测，根据步骤d中得到的检测液的SERS光谱，以685cm-1对应尖峰为三聚氰胺的特征峰；
f.进行定量检测，根据步骤d中得到的检测液的SERS光谱，以685cm-1对应峰强度进行三聚氰胺含量计算。
进一步的，所述步骤c中银纳米棒阵列基底倾斜排列。
进一步的，所述银纳米棒阵列基底的银纳米棒相对于玻璃片法线方向的倾斜角74.2±1.1度，长度约1030.7±53.4nm，直径约66.8±5.2nm。
有益效果：
本发明根据三聚氰胺分子的直接表面增强拉曼信号完成了在牛奶中对其的检测。在混合体系中，由于该方法是采集三聚氰胺的直接信号，不会受到牛奶中其他物质的干扰。并且该发明克服了以往繁琐的样品前处理步骤，省时，简单。另外，本发明是利用表面增强拉曼光谱技术对待测物进行检测的，该技术是一种超灵敏检测技术，使得本发明可以在混合体系中三聚氰胺含量很低的情况下将其检测出来。本发明操作简单，对牛奶中的三聚氰胺分子的检测能力可以达到1mg/L，符合国家标准，而且检测时，不需要制备金或银溶胶的SERS基底，而是使用倾斜排列的银纳米棒阵列基底，可以使检测的灵敏度更高、更稳定，大大减少了外界温度、样品本身对检测定性及定量的影响，使检测更便捷，而且不需要对制备的纳米颗粒进行反复清洗，操作过程简单。可以为食品的监督检查和食品生产的实时监测提供一种新的方法。
附图说明
图1为实施1中三聚氰胺浓度为10mg/L的牛奶样品的SERS光谱；
图2为实施例1中经过前处理后对比得到的三聚氰胺的SERS光谱；
图3为含有不同浓度三聚氰胺牛奶样品检测液的SERS光谱；
图4为牛奶中三聚氰胺的标准工作曲线。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1：(1)在无污染的牛奶样品中加入一定质量的三聚氰胺分子，最终得到浓度为10mg/L的牛奶样品，取1mL样品牛奶(加标10mg/L)中加入40uL浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液，混匀后加入1mL乙酸乙酯；将上述混合液在8000转每分钟的转速下离心30秒，取出1mL上清液加入1mL氯化氢水溶液(pH＝3)，静置1min。将2uL下层清液滴加到银纳米棒阵列基底上，所述银纳米棒阵列基底倾斜排列，所述银纳米棒阵列基底的银纳米棒相对于玻璃片法线方向的倾斜角74.2±1.1度，长度约1030.7±53.4nm，直径约66.8±5.2nm，设置激光功率为100mW，积分时间为10s，测得三聚氰胺的SERS光谱，如图1所示。
经过前处理后，对比无三聚氰胺牛奶与有三聚氰胺牛奶的检测液的SERS光谱，结果显示三聚氰胺在685cm-1处有一明显尖峰，如图2所示，该位置处尖峰确为三聚氰胺的特征峰，其主要来源于三聚氰胺杂环的呼吸振动。
(2)在无污染的牛奶样品中加入不同质量的三聚氰胺分子，最终得到浓度为0mg/L、1mg/L、2mg/L、5mg/L的牛奶样品，对每样牛奶样品按照以下步骤进行操作：
a.取1mL样品牛奶，在样品牛奶中加入40uL浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液，混匀后加入1mL乙酸乙酯；
b.将步骤a中的混合液在8000r/min的转速下离心30秒，取出1mL上清液加入pH值为3的氯化氢水溶液1mL，静置1min；
c.将2uL步骤b中得的溶液的下层清液滴加到银纳米棒阵列基底上，所述银纳米棒阵列基底倾斜排列，所述银纳米棒阵列基底的银纳米棒相对于玻璃片法线方向的倾斜角74.2±1.1度，长度约1030.7±53.4nm，直径约66.8±5.2nm，使所述溶液浓缩，得到检测液；
d.将步骤c中得到的检测液进行拉曼散射检测，设置激光功率为100mW，积分时间为10s，测得检测液的SERS光谱；
得到如图3所示的含有不同浓度三聚氰胺牛奶样品检测液的SERS光谱。
通过Grams光谱分析软件对获得的样品信号进行分析，选择Gaussian和Lorentz混合线性对685cm-1处三聚氰胺特征峰进行解峰处理，获得该特征峰的实际强度。将不同浓度三聚氰胺的特征峰强度随着三聚氰胺在牛奶中含量的不同绘制出三聚氰胺在牛奶样品中的SERS信号的标准工作曲线。通过Origin8.5数据处理和绘图软件进行线性拟合，结果显示该方法在浓度为1mg/L至20mg/L时具有良好的线性关系，线性度为0.99，如图4所示。
为了确定该方法对牛奶中三聚氰胺的检出限，获取1800cm-1～1999cm-1范围内背景信号的相对标准偏差值，将其作为衡量实际检测中是否检测出三聚氰胺的标准。结果表明，该方法可在牛奶中检测出浓度为1mg/L的三聚氰胺信号，符合国家规定的2.5mg/L的最高检出限，如图4所示。

Claims (3)

1.一种用于检测液态牛奶中三聚氰胺含量的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a.取1mL样品牛奶，在样品牛奶中加入40uL浓度为1mol/L的氢氧化钠水溶液，混匀后加入1mL乙酸乙酯；
b.将步骤a中的混合液在8000r/min的转速下离心30秒，取出1mL上清液加入pH值为3的氯化氢水溶液1mL，静置1min；
c.将2uL步骤b中得的溶液的下层清液滴加到银纳米棒阵列基底上，使所述溶液浓缩，得到检测液；
d.将步骤c中得到的检测液进行拉曼散射检测，设置激光功率为100mW，积分时间为10s，测得检测液的SERS光谱；
e.进行定性检测，根据步骤d中得到的检测液的SERS光谱，以685cm-1对应尖峰为三聚氰胺的特征峰；
f.进行定量检测，根据步骤d中得到的检测液的SERS光谱，以685cm-1对应峰强度进行三聚氰胺含量计算。
2.根据权利要求1所述的一种用于检测液态牛奶中三聚氰胺含量的方法，其特征在于，所述步骤c中银纳米棒阵列基底倾斜排列。
3.根据权利要求2所述的一种用于检测液态牛奶中三聚氰胺含量的方法，其特征在于，所述银纳米棒阵列基底的银纳米棒相对于玻璃片法线方向的倾斜角74.2±1.1度，长度约1030.7±53.4nm，直径约66.8±5.2nm。
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