CN112304919B - 一种乌头碱类植物毒素的定性定量检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种乌头碱类植物毒素的定性定量检测方法，包括如下步骤：(1)将乌头碱、中乌头碱、次乌头碱和混合乌头碱的不同浓度的标准溶液分别与银纳米粒子溶胶混合均匀，然后加入无机盐的溶液，获得标准待测液；(2)使用拉曼光谱仪检测上述标准待测液，记录特征峰的位置和强度；(3)将待测样品按照与步骤(1)相同的方法获得样品待测液，使用拉曼光谱仪检测该样品待测液，记录特征峰的位置和强度，根据步骤(2)对待测样品中的乌头碱类植物毒素的种类进行定性和定量分析。本发明具有检测过程简单快速、响应迅速、检测成本低廉、检测灵敏度高等优势，能够满足对植物毒素现场检测的实际需求。

Description

一种乌头碱类植物毒素的定性定量检测方法
技术领域
本发明属于拉曼检测技术领域，具体涉及一种乌头碱类植物毒素的定性定量检测方法。
背景技术
乌头碱是环境中广泛存在的一类具有高毒性的植物毒素，通过食物、皮肤接触等途径进入人体后，会产生严重的中毒反应，甚至危及生命。乌头碱类植物毒素常用的检测方法高效液相色谱法、液相色谱串联质谱法和气相色谱-质谱法等，然而这些方法所需设备昂贵，操作复杂并且检测耗时较长，难以满足时时在线监测和现场应急检测的实际需要，限制了它们的广泛应用。因此，发展经济高效和快速灵敏，乌头碱类植物毒素的检测方法对于食品安全和环境科学领域是至关重要的。
表面增强拉曼光谱(SERS)技术由于成本低、灵敏度高、操作简单等优势，已经在生物分析、环境监测和食品科学等领域得到广泛的应用。现有技术公开的SERS技术检测生物碱类植物毒素的相关研究主要集中于异喹啉衍生物类和莨菪烷衍生物类，且检出限较低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种乌头碱类植物毒素的定性定量检测方法。
本发明的技术方案如下：
一种乌头碱类植物毒素的定性定量检测方法，包括如下步骤：
(1)将乌头碱、中乌头碱、次乌头碱和混合乌头碱的不同浓度的标准溶液分别与浓度为1.4-1.6×10-8M的银纳米粒子溶胶混合均匀，然后加入浓度为0.9-1.1M的含Br-或I-的无机盐的溶液，获得标准待测液；标准溶液、银纳米粒子溶胶和无机盐的溶液的体积比为180-220∶45-55∶45-55，银纳米粒子溶胶的粒径为20-160nm；
(2)使用拉曼光谱仪检测上述标准待测液，记录特征峰的位置和强度，
根据529cm-1和663cm-1处的特征峰确定中乌头碱，
根据517cm-1、830cm-1和859cm-1处的特征峰定性次乌头碱，
根据310cm-1和344cm-1处的特征峰的相对强度I310∶I344来进一步对乌头碱、中乌头碱和次乌头碱进行定型分析，其中，当I310∶I344＝2.0-1.6∶1时为乌头碱，当I310∶I344＝0.9-0.7∶1为中乌头碱，当I310∶I344＝0.6-0.4∶1时为次乌头碱，
615cm-1处的特征峰为乌头碱、中乌头碱和次乌头碱所共有，据此以混合乌头碱对应的标准溶液的浓度的对数为横坐标，对应615cm-1处的特征峰的强度为纵坐标，绘制标准曲线，并获得其线性方程；
(3)将待测样品按照与步骤(1)相同的方法获得样品待测液，使用拉曼光谱仪检测该样品待测液，记录特征峰的位置和强度，根据步骤(2)对待测样品中的乌头碱类植物毒素的种类进行定性，将该步骤获得的615cm-1处的特征峰的强度代入步骤(2)所得的线性方程中，对待测样品中的乌头碱类植物毒素进行定量。
在本发明的一个优选实施方案中，所述标准溶液的浓度为5-100μg/L。
在本发明的一个优选实施方案中，所述银纳米粒子溶胶的浓度为1.5×10-8M。
在本发明的一个优选实施方案中，所述银纳米粒子溶胶的粒径为90-110nm。
进一步优选的，所述银纳米粒子溶胶的粒径为100nm。
在本发明的一个优选实施方案中，所述无机盐为NaI、KI、NaBr或KBr。
进一步优选的，所述无机盐为KI。
在本发明的一个优选实施方案中，所述无机盐的溶液的浓度为1M。
在本发明的一个优选实施方案中，所述银纳米粒子溶胶采用还原法、相转移法或晶种法制成。
进一步优选的，所述银纳米粒子溶胶采用还原法制成。
本发明的有益效果是：
1、本发明通过对银纳米粒子尺寸以及无机盐的浓度进行优化，能够实现对乌头碱类植物毒素的种类定性分析和乌头碱类植物毒素总量定量分析，具有良好的稳定性和重现性。
2、本发明具有检测过程简单快速、响应迅速、检测成本低廉、检测灵敏度高等优势，能够满足对植物毒素现场检测的实际需求。
附图说明
图1为本发明的原理示意图。
图2为本发明实施例1中检测乌头碱、中乌头碱和次乌头碱的SERS图。
图3为本发明实施例1中得到乌头碱、中乌头碱、次乌头碱和混合乌头碱的线性曲线图。
图4为本发明实施例1中对自来水样品加标检测的SERS图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
实施例1
如图1所示，一种乌头碱类植物毒素的定性定量检测方法，包括如下步骤：
(1)在96孔板中，将200μL乌头碱、中乌头碱、次乌头碱和混合乌头碱(乌头碱、中乌头碱、次乌头碱的混合)的5-100μg/L的标准溶液分别与50μL浓度为1.5×10-8M的银纳米粒子溶胶混合均匀，然后加入50μL浓度为1M的KI溶液，获得标准待测液；银纳米粒子溶胶的粒径为100nm；
(2)将上述96孔置于显微镜下，调整显微镜，使拉曼光谱仪的激光在液面聚焦为一个明亮的圆形光板进行检测，测试前扫描暗电流，以减少背景的干扰，使用波长为785nm的激光，积分时间为2s，累计次数为5次，记录特征峰的位置和强度，
乌头碱、中乌头碱、次乌头碱和混合乌头碱的标准溶液的SERS谱图如图2所示，
根据529cm-1和663cm-1处的特征峰确定中乌头碱，
根据517cm-1、830cm-1和859cm-1处的特征峰定性次乌头碱，
根据310cm-1和344cm-1处的特征峰的相对强度I310∶I344来进一步对乌头碱、中乌头碱和次乌头碱进行定型分析，其中，当I310∶I344＝1.8∶1时为乌头碱，当I310∶I344＝0.8∶1为中乌头碱，当I310∶I344＝0.5∶1时为次乌头碱，
615cm-1处的特征峰源于碳环中的C-C键振动，为乌头碱、中乌头碱和次乌头碱所共有，据此以混合乌头碱对应的标准溶液的浓度的对数为横坐标，对应615cm-1处的特征峰的强度为纵坐标，绘制标准曲线，并获得其线性方程；
具体的，选取6个不同浓度，以乌头碱浓度的对数为横坐标，615cm-1处的特征峰的强度为纵坐标，拟合绘制标准曲线，得到线性方程；图3为乌头碱、中乌头碱、次乌头碱和混合乌头碱的线性曲线，三种乌头碱的定量峰强度与浓度对数呈现良好的线性关系，乌头碱、中乌头碱和次乌头碱的线性回归系数(R2)分别为0.98、0.99、0.99。由于混合乌头碱的工作曲线斜率在三种乌头碱的工作曲线斜率中间，可采用混合乌头碱的工作曲线对混合乌头碱的总量进行半定量分析。
(3)将待测样品(自来水加标液)按照与步骤(1)相同的方法获得样品待测液，使用拉曼光谱仪检测该样品待测液，如图4所示，记录特征峰的位置和强度，根据步骤(2)对待测样品中的乌头碱类植物毒素的种类进行定性，将该步骤获得的615cm-1处的特征峰的强度代入步骤(2)所得的线性方程中，对待测样品中的乌头碱类植物毒素进行定量，具体结果如下表1所示。
表1自来水中乌头碱类植物毒素的检测结果：
Figure BDA0002689763090000041
加标回收率＝(检测浓度-未加标浓度)/(加标浓度)×100，ND为没有检测到
本实施例中的银纳米粒子溶胶的制备方法为：取50mL浓度为1mM的AgNO3溶液于100mL的圆底烧瓶中，在1500rpm磁力搅拌下持续加热煮沸5min后，迅速加入5mL浓度1％柠檬酸三钠，持续加热搅拌，溶液颜色变化为无色→金黄色→灰绿色，1h后停止加热并冷却至室温，即制备得到银纳米粒子溶胶，转移至50mL离心管中并置于4℃冰箱中冷藏储存备用。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (3)

1.一种乌头碱类植物毒素的定性定量检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将乌头碱、中乌头碱、次乌头碱和混合乌头碱的不同浓度的标准溶液分别与浓度为1.5×10-8M的银纳米粒子溶胶混合均匀，然后加入浓度为1M的KI溶液，获得标准待测液；标准溶液、银纳米粒子溶胶和KI溶液的体积比为200: 50: 50，标准溶液的浓度为5-100μg/L，银纳米粒子溶胶的粒径为100nm；
（2）使用拉曼光谱仪检测上述标准待测液，记录特征峰的位置和强度，
根据529 cm-1和663 cm-1处的特征峰确定中乌头碱，
根据517 cm-1、830 cm-1和859 cm-1处的特征峰定性次乌头碱，
根据310 cm-1和344 cm-1处的特征峰的相对强度I310:I344来进一步对乌头碱、中乌头碱和次乌头碱进行定型分析，其中，当I310:I344=2.0-1.6:1时为乌头碱，当I310:I344=0.9-0.7:1为中乌头碱，当I310:I344=0.6-0.4:1时为次乌头碱，
615cm-1处的特征峰为乌头碱、中乌头碱和次乌头碱所共有，据此以混合乌头碱对应的标准溶液的浓度的对数为横坐标，对应615cm-1处的特征峰的强度为纵坐标，绘制标准曲线，并获得其线性方程；
（3）将待测样品按照与步骤（1）相同的方法获得样品待测液，使用拉曼光谱仪检测该样品待测液，记录特征峰的位置和强度，根据步骤（2）对待测样品中的乌头碱类植物毒素的种类进行定性，将该步骤获得的615cm-1处的特征峰的强度代入步骤（2）所得的线性方程中，对待测样品中的乌头碱类植物毒素进行定量。
2.如权利要求1所述的定性定量检测方法，其特征在于：所述银纳米粒子溶胶采用还原法、相转移法或晶种法制成。
3.如权利要求2所述的定性定量检测方法，其特征在于：所述银纳米粒子溶胶采用还原法制成。
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