CN110940658A - 快速定量测定鸡尾酒中西地那非的方法 - Google Patents

快速定量测定鸡尾酒中西地那非的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了快速定量测定鸡尾酒中西地那非的方法，包括：步骤1、对西地那非的拉曼光谱进行谱峰归属，获得西地那非拉曼特征峰；步骤2、称取西地那非标准品，溶于甲醇获得浓度为1000 mg/L的西地那非标准溶液，将鸡尾酒与西地那非标准溶液混合，制备待测液；步骤3、将100μL的待测液、500μL的表面增强剂OTR 202混合，进行拉曼光谱采集；步骤4、建立线性回归模型，公式为y=4035.1 x+503.26，式中，y为鸡尾酒中西地那非的含量，单位：mg/L；x为1584 cm‑1处拉曼特征峰强度。利用SERS快速检测西地那非是可行和可靠的，为定量测定鸡尾酒中西地那非提供了一种新颖、快速、准确的方法，能够满足鸡尾酒中西地那非分析检测的要求。

Description

快速定量测定鸡尾酒中西地那非的方法
技术领域
本发明涉及检测领域，更具体的说，它涉及快速测定量定鸡尾酒中西地那非的方法。
背景技术
下面的背景技术用于帮助读者理解本发明，而不能被认为是现有技术。
西地那非(西地那非)及其相关化合物是中药制剂中最常见的掺假物质，主要用于性增强剂或男性生殖产品。其药理作用是抑制第二信使环鸟苷单磷酸(cGMP)的代谢，促进海绵状动脉平滑肌的松弛，进而改善勃起功能障碍(ED)的症状。然而，由于西地那非的副作用如头痛、消化不良、背痛、鼻炎、流感综合征等，其使用是通过医学监督来控制的。近年来，不法商家为了牟取暴利，在中成药和酒精饮料中非法添加了西地那非。传统的酒精饮料中西地那非的测定方法一般有紫外分光光度法(UV)、高效液相色谱法(HPLC)、气相色谱-质谱法(GC-MS)、薄层色谱法(TLC)、近红外光谱法(NIR)等。欣等人采用高效液相色谱法对7种补肾强阳非法添加剂进行了检测。结果表明，检测限(LOD)在8.2～33.4ng之间。
表面增强拉曼光谱(SERS)能够提供超灵敏、无标记的化学分析，是近几十年来研究的热点。SERS具有预处理简单、设备方便、检测速度快等优点，适用于吸附分子物质的快速筛选。然而，由于鸡尾酒中的西地那非很少，目前并无表面增强拉曼光谱法定量测定鸡尾酒中西地那非的研究。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用表面增强拉曼光谱法定量测定鸡尾酒中的西地那非，新颖、快速、准确，能够满足鸡尾酒中西地那非分析检测的要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：快速定量测定鸡尾酒中西地那非的方法，包括以下步骤：
步骤1、对西地那非的拉曼光谱进行谱峰归属，获得西地那非拉曼特征峰；
步骤2、称取西地那非标准品，溶于甲醇获得浓度为1000mg/L的西地那非标准溶液，将鸡尾酒与西地那非标准溶液混合，制备多组不同浓度的待测液；
步骤3、将的待测液、表面增强剂OTR 202按1：5的体积比例混合，进行拉曼光谱采集；
步骤4、建立线性回归模型，公式为y＝4035.1x+503.26，式中，y为鸡尾酒中西地那非的含量，单位：mg/L；x为1584cm-1处拉曼特征峰强度，单位为a.u.。
优选的，步骤1中，西地那非拉曼特征峰的区间为1200-1600cm-1。优选的，西地那非拉曼具有多个特征峰区间，分别为1200-1250cm-1、1400-1450cm-1、1500-1550cm-1、1550-1600cm-1。优选的，步骤1中，西地那非拉曼特征峰分别为1235cm-1、1401cm-1、1530cm-1、1584cm-1。
优选的，步骤2中，待测液包括稀释至0～1mg/L、梯度为0.1mg/L的11个浓度，以及1.2～10mg/L、梯度为0.2mg/L的44个浓度，每个浓度有3组样品。
优选的，步骤3中，待测液、表面增强剂OTR 202的体积分别为100μL、500μL。
优选的，步骤1和3中，拉曼光谱采集的参数设置为：激发波长785nm，功率100mW，扫描范围200～3300cm-1，光学分辨率2cm-1，积分时间10s，积分3次取平均光谱值。
本发明的优点在于：利用SERS快速检测西地那非是可行和可靠的，为定量测定鸡尾酒中西地那非提供了一种新颖、快速、准确的方法，能够满足鸡尾酒中西地那非分析检测的要求。
附图说明
图1为西地那非的拉曼光谱，(b)为密度泛函理论计算的拉曼光谱，(c)为西地那非固体标准品的RS；(d)为溶于甲醇的西地那非溶液的SERS光谱。
图2(a)为OTR 202的透射电镜(TEM)图像，图2(b)为OTR 202的紫外/可见光光谱，图2(c)为OTR 202的SERS光谱。
图3为鸡尾酒中西地那非(SD)的SERS，其中，a：0mg/L；b：0.1mg/L；c：0.5mg/L；d：2mg/L；e：5mg/L；f：10mg/L。
图4为不同浓度a～k鸡尾酒中西地那非的SERS光谱，其中，a～k分别为0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、4、6、8、10mg/L。
图5为鸡尾酒中西地那非SERS特征峰强度与其浓度的关系曲线，其中，(a)1235cm-1，(b)1401cm-1，(c)1530cm-1，(d)1584cm-1。
图6为不同预处理下的偏最小二乘法模型性能，(a)原始值；(b)S-G；(c)DT；(d)SNV；(e)1st-Der。
具体实施方式
下面对本发明涉及的结构或这些所使用的技术术语做进一步的说明。这些说明仅仅是采用举例的方式进行说明本发明的方式是如何实现的，并不能对本发明构成任何的限制。
快速定量测定鸡尾酒中西地那非的方法，包括以下步骤：
步骤1、采集西地那非的固体标准品和溶于甲醇的西地那非溶液的拉曼光谱，分别进行谱峰归属，其中，选取的西地那非溶液浓度为1000mg/L，拉曼光谱采集的参数设置为：激发波长785nm，功率100mW，扫描范围200～3300cm-1，光学分辨率2cm-1，积分时间10s，积分3次取平均光谱值。谱峰归属的目的在于对西地那非进行定性判别和定量检测。
如图1所示，西地那非固体标准品的RS(c)、溶于甲醇的西地那非SERS光谱(d)与密度泛函理论计算(b)计算的拉曼光谱基本一致，结果表明，基于OTR 202的西地那非的SERS光谱是可行的、可靠的。西地那非拉曼光谱的特征峰归属如表1所示，552cm-1是羰基伸缩和苯基呼吸的可变形振动，647cm-1是羰基伸缩、苯基形变振动和C-S伸缩，831cm-1属于吡唑吡啶伸缩。922cm-1为C-C变形振动和吡唑吡啶基团的C-H伸缩，1235cm-1为C-H伸缩振动，1305cm-1为C-H伸缩振动，1401cm-1为C-H可变形振动。1488cm-1、1530cm-1和1584cm-1为吡唑吡啶的C-H可变形振动。
表1西地那非拉曼特征峰归属及其振动形式
Figure BDA0002322938680000031
注：vs：很强；s：强；m：中等强度；w：弱；vw：很弱；υ：伸缩振动；δ：变形振动
步骤2、称取西地那非标准品溶于甲醇，稀释至1000mg/L，获得西地那非标准溶液，用鸡尾酒与西地那非标准溶液混合，制备多组不同浓度的待测液，待测液包括稀释至0～1mg/L、梯度为0.1mg/L的11个浓度，以及1.2～10mg/L、梯度为0.2mg/L的44个浓度，每个浓度有3组样品。其中，选用的鸡尾酒由上海巴克斯特酒业有限公司生产。
步骤3、将待测液、表面增强剂OTR 202按1：5的体积比例混合，进行拉曼光谱采集。
首先，对OTR 202的结构、紫外光谱和拉曼光谱进行了分析。从图2(a)中可以看出，OTR 202的平均直径约为30nm。如图2(b)所示，OTR 202的紫外/可见光特征吸收峰在533nm处。除此之外，OTR 202的拉曼光谱在1630cm-1处只有微弱的信号(图2(c))，说明OTR 202本身没有很强的拉曼特征峰，对结果没有干扰作用。因此，OTR 202适用于SERS衬底检测西地那非。
然后，从步骤2中选取6种不同的鸡尾酒中SD浓度0、0.1、0.5、2、5、10mg/L，进行拉曼光谱采集，得到相应的SERS光谱，以检测OTR 202底物对鸡尾酒中SD检测的敏感性和稳定性。如图3所示，SERS吸收强度随着SD浓度从10mg/L下降到0mg/L而逐渐下降，其特征峰在1235、1401、1530和1584cm-1处，当SD溶液浓度低至0.1mg/L时，仍能检测出鸡尾酒中的SD，鸡尾酒中SD的检测限达到0.1mg/L，因此，1235、1401、1530和1584cm-1可定性地确定为SD特征峰。
接着，选取11种不同的鸡尾酒中SD浓度0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1、2、4、6、8、10mg/L，进行拉曼光谱采集，得到相应的SERS光谱，以检测OTR 202底物对鸡尾酒中SD检测的准确性和稳定性。如图4所示，随着鸡尾酒中SD值从10mg/L下降到0.1mg/L，拉曼光谱在1235、1401、1530和1584cm-1处的峰值逐渐降低。因此，1235、1401、1530和1584cm-1可作为特征峰定量测定鸡尾酒中的SD含量。
步骤4、建立拉曼特征峰在1235、1401、1530、1584cm-1处的线性回归方程，本实施例中，选取相关系数(0.9881)最大的特征峰1584cm-1，建立线性回归模型，公式为y＝4035.1x+503.26，式中，y为鸡尾酒中西地那非的含量，单位：mg/L；x为1584cm-1处拉曼特征峰强度，单位为a.u.。
图5建立了拉曼特征峰在1235、1401、1530、1584cm-1处的线性回归方程。从图5可以看出，混合有OTR202的鸡尾酒中SD的SERS光谱与其浓度有关。由于特征峰1235、1401、1530和1584cm-1的强度随西地那非浓度的变化而发生剧烈变化，可作为鸡尾酒中西地那非测定的标记带。在0.1mg/L～10mg/L的线性回归方程中，拉曼峰强度与鸡尾酒中西地那非浓度的对数呈良好的线性相关(0.9822<R2<0.9860)，说明SERS可以准确定量地分析鸡尾酒中的西地那非。
为了验证该方法的准确性，采用图5中的四种线性模型对鸡尾酒中8种不同浓度的西地那样品进行预测，其中，四种线性模型分别y＝2849.6x+1838.0，x为1235cm-1处的拉曼特征峰强度；y＝2246.7x+2173.4，x为1401cm-1处的拉曼特征峰强度；y＝2718.1x+1601.8，x为1530cm-1处的拉曼特征峰强度；y＝4035.1x+503.26，x为1584cm-1处的拉曼特征峰强度。表2为鸡尾酒中西地那非浓度的实际值与预测值之间的结果。
表2鸡尾酒中西地那非的实际值与预测值
Figure BDA0002322938680000051
由表2可知，鸡尾酒中西地那非的实际值与预测值的相对标准偏差为1.25％～6.75％，回收率为80.62％～117.74％。结果表明，该方法预测值与实际值基本一致，表明SERS快速检测鸡尾酒中西地那非是可行且可靠的。
作为另一种实施例，步骤4中，采用偏最小二乘法模型对光谱数据进行判别分析。
鸡尾酒中西地那非的拉曼峰主要分布在500-1700cm-1范围内，因此建立基于500-1700cm-1的偏最小二乘法(PLS)预测模型。针对鸡尾酒中的西地那非拉曼光谱获得的样本，使用平滑(S-G)、去趋势(DT)、标准正态变异(SNV)和一阶求导(1st-Der)预处理方法处理光谱，建立PLS多变量预测模型。SERS光谱易受荧光背景的影响，因此从拉曼信号中去除背景荧光对准确分析拉曼信号至关重要，因此，在PLS模型中，每个原始SERS谱分别由S-G 5点平滑滤波器、DT、SNV和1st-Der处理，以去除拉曼信号中的荧光背景。SNV算法的原理是每个波长点的吸光度值在每个光谱中都满足一定的分布，并根据这个假设进行光谱校正，是现有技术。DT算法首先根据多项式将光谱吸光度和波长拟合到趋势线中，然后从原始光谱中减去趋势线，从而达到趋势的效果，属于现有技术。1st-Der可以区分重叠峰，消除来自其他背景的干扰，提高了频谱分辨率、灵敏度和频谱的信噪比。样本的建模集和预测集采用SPXY方法进行划分，建模集和预测集的比例大致为2:1；建立PLS模型。不同预处理下基于500-1700cm-1的PLS建模结果的光谱如表3所示。
表3.不同预处理下基于500-1700cm-1光谱鸡尾酒中西地那非的PLS建模结果
Figure BDA0002322938680000061
从表3和图6中的预测模型效果来看，对鸡尾酒中西地那非的预测效果很好(0.9896<Rc2<0.9948，0.216<RMSEC<0.310；0.9760<Rp2<0.9856，0.354<RMSEP<0.434)。不同预处理方法的建模效果相似。其中SERS原光谱的建模效果略好于SNV和1st-Der，说明背景噪声对原光谱的影响较小，通过原光谱可以建立起效果较好的PLS模型。
在缺少本文中所具体公开的任何元件、限制的情况下，可以实现本文所示和所述的发明。所采用的术语和表达法被用作说明的术语而非限制，并且不希望在这些术语和表达法的使用中排除所示和所述的特征或其部分的任何等同物，而且应该认识到各种改型在本发明的范围内都是可行的。因此应该理解，尽管通过各种实施例和可选的特征具体公开了本发明，但是本文所述的概念的修改和变型可以被本领域普通技术人员所采用，并且认为这些修改和变型落入所附权利要求书限定的本发明的范围之内。
本文中所述或记载的文章、专利、专利申请以及所有其他文献和以电子方式可得的信息的内容在某种程度上全文包括在此以作参考，就如同每个单独的出版物被具体和单独指出以作参考一样。申请人保留把来自任何这种文章、专利、专利申请或其他文献的任何及所有材料和信息结合入本申请中的权利。

Claims (5)

1.快速定量测定鸡尾酒中西地那非的方法，包括以下步骤：
步骤1、对西地那非的拉曼光谱进行谱峰归属，获得西地那非拉曼特征峰；
步骤2、称取西地那非标准品，溶于甲醇获得浓度为1000 mg/L的西地那非标准溶液，将鸡尾酒与西地那非标准溶液混合，制备多组不同浓度的待测液；
步骤3、将的待测液、表面增强剂OTR 202按1：5的体积比例混合，进行拉曼光谱采集；
步骤4、建立线性回归模型，公式为y= 4035.1 x+503.26，式中，y为鸡尾酒中西地那非的含量，单位：mg/L；x为1584 cm-1处拉曼特征峰强度，单位为a.u.。
2.如权利要求1所述的快速定量测定鸡尾酒中西地那非的方法，其特征在于：步骤1中，西地那非拉曼特征峰分别为1235、1401、1530、1584 cm-1。
3.如权利要求1所述的快速定量测定鸡尾酒中西地那非的方法，其特征在于：步骤2中，待测液包括稀释至0 ~ 1 mg/L、梯度为0.1 mg/L的11个浓度，以及1.2 ~ 10 mg/L、梯度为0.2 mg/L的44个浓度，每个浓度有3组样品。
4.如权利要求1所述的快速定量测定鸡尾酒中西地那非的方法，其特征在于：待测液、表面增强剂OTR 202的体积分别为100μL、500μL。
5.如权利要求1所述的快速定量测定鸡尾酒中西地那非的方法，其特征在于：步骤1和3中，拉曼光谱采集的参数设置为：激发波长785nm，功率100mW，扫描范围200～3300cm-1，光学分辨率2cm-1，积分时间10s，积分3次取平均光谱值。
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