CN111735805A

CN111735805A - 一种食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法

Info

Publication number: CN111735805A
Application number: CN202010566061.XA
Authority: CN
Inventors: 赵志慧; 周洋洋; 陈娟; 江晨舟; 张驰中; 赵庆志
Original assignee: Shanghai Anpu Experimental Technology Co ltd; Shanghai Oceanhood Opto Electronics Tech Co ltd
Current assignee: Shanghai Anpu Experimental Technology Co ltd; Shanghai Oceanhood Opto Electronics Tech Co ltd
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2020-10-02

Abstract

本发明公开了一种食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，包括如下步骤：S1)水果处理：称取打碎后的2g水果样品加3‑5mL提取液，超声振荡3‑5min,离心，取上清液待用；S2)液液萃取：在上清液中加入2‑4mL有机溶剂，进行液液萃取，静置分层后取下层清液；S3)富集：取下层液体1‑3mL于瓶中进行氮气吹干，加入复溶液复溶；S4)拉曼检测：取上述浓缩后的液体与纳米金属粒子、辅助增强试剂混合均匀后进行检测。本发明能够现场采集水果样本，并通过简单前处理结合金属纳米粒子的表面增强拉曼散射效应，来满足苯硫威在水果等食品基质中简单、快速、廉价、高灵敏度等方面的检测需求。

Description

一种食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法

技术领域

本发明涉及一种食品水果检测方法，尤其涉及一种食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法。

背景技术

苯硫威(Fenothiocarb)，化学名称S-(4-苯氧基丁基)-N,N-二甲基硫代氨基甲酸酯，是日本组合化学工业公司1976年开发的硫代氨基甲酸酯杀螨剂，对卵、幼虫、若虫有强烈活性，杀卵活性尤佳，是目前常用的杀螨剂之一。这类杀虫剂不仅对生态环境造成严重污染，一旦进入人体，可生成亚硝基化合物，具有致癌作用。

目前，常用的检测方法是气相色谱法或高效液相色谱法，气相色谱-质谱联用技术、生物传感器和酶抑制法等，但由于氨基甲酸酯类农药的热不稳定性及液相色谱紫外检测器灵敏度的限制，对样品检测的准确性具有很大的影响。柱后衍生的高效液相法方法简单，检测限低，已被农业部列为该类农残的标准检测方法，但对仪器设备、操作人员的要求较高，耗时较长，在检测过程中往往是作为确认检验方法，不适用于大规模的现场快速检测；酶联免疫吸附测定法检测时，易出现假阳性误判，需要采用高效液相色谱法或气相色谱-质谱法进行确证。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，能够现场采集水果样本，并通过简单前处理结合金属纳米粒子的表面增强拉曼散射效应，来满足苯硫威在水果等食品基质中简单、快速、廉价、高灵敏度等方面的检测需求。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，包括如下步骤：S1)水果处理：称取打碎后的2g水果样品加3-5mL提取液，超声振荡3-5min,经离心处理后，取上清液待用；S2)液液萃取：在上清液中加入2-4mL有机溶剂，进行液液萃取，静置分层后取下层清液；S3)富集：取下层液体1-3mL于瓶中进行氮气吹干，加入复溶液复溶；S4)拉曼检测：取上述浓缩后的液体与纳米金属粒子、辅助增强试剂混合均匀后进行检测。

进一步地，所述步骤S1)中的提取液为乙腈、丙酮和乙醇溶液中的一种。

进一步地，所述步骤S1)中的提取液质量百分浓度为5％-25％。

进一步地，所述步骤S1)中离心旋转速度为4000-7000r/min，离心处理时间为2-5min。

进一步地，所述步骤S2)中的有机溶剂为二氯甲烷、石油醚和正己烷中的一种。

进一步地，所述步骤S3)中的复溶液为甲醇、乙醇和丙酮中的一种。

进一步地，所述步骤S3)中的复溶液质量百分浓度为15％-45％，加入体积为200-500μL。

进一步地，所述步骤S4中的金属纳米粒子为金纳米粒子或银纳米粒子。

进一步地，所述步骤S4)中的辅助增强试剂的摩尔浓度为0.01-1M氯化钠溶液。

进一步地，所述步骤S4)包括：将待测液、纳米金溶胶、氯化钠溶液按体积比1：0.5～2.0：0.1～1.0加入样品检测瓶中，混合均匀后，于拉曼样品检测池中，用便携式拉曼光谱仪进行检测。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明提供的食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，具有如下优势：1)本发明结合简捷、高效、廉价的前处理方案，完成苹果、橙子、橘、柑等水果体系中苯硫威的快速检测，在此之前，并无苯硫威相关SERS检测方法专利公开；本方法检测时间在20min内，单次检测成本控制在5-10元内，与液相色谱、气相色谱、质谱等方法相比，成本仅为其10％-20％。2)具备较好的除杂效果，检测准确性好，无假阳性与假阴性错误发生，满足各地海关口岸、市场监管部门的快速筛查、复核的检测要求。3)灵敏度高，可检出至0.5ppm,满足国标限量《GB 2763-2019食品安全农药最大残留量》要求。

附图说明

图1为本发明苹果中苯硫威的加标检测信号图；

图2为本发明橙子中苯硫威的加标检测信号图；

图3为本发明橘中苯硫威的加标检测信号图；

图4为本发明柑中苯硫威的加标检测信号图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

拉曼光谱检测分析法是基于印度科学家C.V.拉曼(Raman)所发现的拉曼散射效应，对与入射光频率不同的散射光谱进行分析以得到分子振动、转动方面信息。表面增强拉曼光谱(SERS)技术具有灵敏度高、快速分析及振动光谱等优势。由于不同物质是由不同分子结构组成的，即每种物质都有自己的拉曼“指纹”谱。本发明基于SERS技术，以金属纳米粒子作为SERS基底，通过前处理对水果残留的苯硫威进行富集分离，应用便携式拉曼光谱设备，得到苯硫威的SERS谱图。具体来说，本发明提供的食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，包括如下步骤：

S1)水果处理：称取打碎后的2g水果样品加3-5mL提取液，超声振荡3-5min,经离心处理后，取上清液待用；离心旋转速度优选为4000-7000r/min，离心处理时间优选为2-5min；

S2)液液萃取：在上清液中加入2-4mL有机溶剂，进行液液萃取，静置分层后取下层清液；所述有机溶剂为二氯甲烷、石油醚和正己烷中的一种；

S3)富集：取下层液体1-3mL于瓶中进行氮气吹干，加入复溶液复溶；

S4)拉曼检测：取上述浓缩后的液体与纳米金属粒子、辅助增强试剂混合均匀后进行检测。

本发明根据拉曼检测分析方法的基本原理，应用激光拉曼光谱仪，结合样品前处理技术实现果蔬样品中的农残分析，样品前处理包括样品粉碎、萃取、富集等步骤，通过这些步骤的有机结合可以实现对待测样品的净化，为后续拉曼测试做准备。本发明通过适当的样品前处理净化步骤，再结合拉曼光谱技术获得所测物质的光谱信息，从而可以准确对物质进行定性，准确判定所测化合物。

本发明提供的食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，所述步骤S1)中的提取液为乙腈、丙酮和乙醇溶液中的一种；所述提取液质量百分浓度为5％-25％。浓度过低时，因苯硫威溶解性为不溶于水，故提取液必须含有极性有机溶剂；且浓度过低时，提取效率较差，导致检测信号较弱以至检测不出来目标物。而浓度过高时，不利于下一步骤中的液液萃取，因两相会互溶，将会导致无法进行萃取步骤。该浓度范围已进行实验验证，能在满足检测情况下，可使目标物在检测中信号最优，最便于判别。

本发明提供的食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S2)中的有机溶剂为二氯甲烷、石油醚和正己烷中的一种；所述步骤S3)中的复溶液为甲醇、乙醇和丙酮中的一种，所述复溶液质量百分浓度为15％-45％，加入体积为200-500μL。

本发明提供的食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，所述步骤S4中的金属纳米粒子为金纳米粒子或银纳米粒子；所述步骤S4)中的辅助增强试剂的摩尔浓度为0.01-1M氯化钠溶液。所述步骤S4)包括：将待测液、纳米金溶胶、氯化钠溶液按体积比1：0.5～2.0：0.1～1.0加入样品检测瓶中，混合均匀后，于拉曼样品检测池中，用便携式拉曼光谱仪进行检测。待测液、纳米金溶胶、氯化钠溶液加入比例对后续拉曼信号有较大影响，加入太多金属溶胶会导致检测成本上升，另一方面三者加入比例不合适会使检测体系之间不能充分作用，进而影响后续拉曼特征峰强度，最终使得目标待测物不能检出。

实施例一

对均质后的苹果样品中不同浓度加标的检测，其步骤如下：

标准品制备：配置浓度为10ppm的苯硫威标准溶液。

样品加标及前处理：将上述苹果样品，以《GB2763-2019食品安全农药最大残留量》中限值点进行不同样品加标，使加标浓度符合国标限值要求。

称取打碎均质后的2g水果样品加入5mL 10％乙醇溶液，超声振荡3min，4000r/min离心3min。取所有上清液加入3mL二氯甲烷，振荡涡旋3min，4000r/min离心2min，取下层液体2mL于瓶中进行氮吹，吹干后，加入400μL 30％乙醇溶液复溶后待测。

测定时，取200μL金纳米粒子，加入100μL复溶液，再加入100μL 1mol/L氯化钠溶液，快速混匀，上机检测，检测结果如图1所示，横坐标为波数，纵坐标为拉曼强度。

实施例二

采用实施例一中系列浓度的标准品,并采用相同的加标方法，对均质后的橙子样品进行加标、前处理和检测，检测结果为图2，特征峰为591、996、1174、1253、1584cm^-1。

实施例三

采用实施例一中系列浓度的标准品,并采用相同的加标方法，对均质后的橘子样品进行加标、前处理和检测，检测结果为图3，特征峰为591、996、1174、1253、1584cm^-1。

实施例四

采用实施例一中系列浓度的标准品,并采用相同的加标方法，对均质后的柑样品进行加标、前处理和检测，检测结果为图4，特征峰为591、996、1174、1253、1584cm^-1。

上述实施例检测过程中，样品的检测时间不超过20min，单次实验物料检测的成本在5～10元内，相对于传统的液相色谱、气相色谱、质谱等检测方法，不仅快速，廉价，检测结果也满足各地海关口岸、市场监管部门的快速筛查、复核的检测要求。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims

1.一种食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)水果处理：称取打碎后的2g水果样品加3-5mL提取液，超声振荡3-5min,经离心处理后，取上清液待用；

S2)液液萃取：在上清液中加入2-4mL有机溶剂，进行液液萃取，静置分层后取下层清液；

2.如权利要求1所述的食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S1)中的提取液为乙腈、丙酮和乙醇溶液中的一种。

3.如权利要求2所述的食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S1)中的提取液质量百分浓度为5％-25％。

4.如权利要求1所述的食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S1)中离心旋转速度为4000-7000r/min，离心处理时间为2-5min。

5.如权利要求1所述的食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S2)中的有机溶剂为二氯甲烷、石油醚和正己烷中的一种。

6.如权利要求1所述的食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S3)中的复溶液为甲醇、乙醇和丙酮中的一种。

7.如权利要求6所述的食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S3)中的复溶液质量百分浓度为15％-45％，加入体积为200-500μL。

8.如权利要求1所述的食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S4中的金属纳米粒子为金纳米粒子或银纳米粒子。

9.如权利要求1所述的食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S4)中的辅助增强试剂的摩尔浓度为0.01-1M氯化钠溶液。

10.如权利要求1所述的食品水果中苯硫威的拉曼快速检测方法，其特征在于，所述步骤S4)包括：将待测液、纳米金溶胶、氯化钠溶液按体积比1：0.5～2.0：0.1～1.0加入样品检测瓶中，混合均匀后，于拉曼样品检测池中，用便携式拉曼光谱仪进行检测。