一种基于表面增强拉曼散射技术牛奶中双氰胺含量的检测方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及利用表面增强拉曼散射技术检测牛奶中双氰胺的方法。
【背景技术】
[0002]双氰胺，是一种化工原料，可用来减轻温室气体排放带来的负作用，也可以促进青草的生长。此外，类似三聚氰胺，双氰胺也是一种含氮量很高的化合物，可以使牛奶检测到较高的蛋白质含量。即使不通过故意添加，双氰胺也可以通过牧场的食物链沉积在牛奶中。在2013年I月，纽泽兰的牛奶以及奶制品中被报道检测出含有双氰胺。随后，美国食品和药物管理局将双氰胺列入为保证食品安全需要被检测的物质。较高含量的双氰胺对人体是有害的。因此，检测牛奶以及婴儿食品中的双氰胺是很有意义的。
[0003]目前，对于牛奶中的双氰胺的检测方法主要有紫外光谱、液相色谱串联分析、离子色谱以及气相色谱等方法。然而，这些方法中没有一种可以不需要任何样品处理就实现对牛奶中双氰胺进行快速检测。因此，现在急需一种可以对于牛奶以及奶制品中的双氰胺实现快速、准确检测的方法。
[0004]表面增强拉曼散射，是一种新兴的物质成分检测技术，通过使目标探测分子吸附于具有纳米量级(10?200nm)粗糙度的金属表面，可获得比常规拉曼光谱信号百万倍增强的拉曼散射光，其灵敏度甚至可达单分子水平。因其高灵敏度、高识别率以及对水的抗干扰能力，在生物、医学含水活体样品以及食品检测领域得到广泛应用。
【发明内容】
[0005]本发明是为了解决现有对牛奶中的双氰胺检测的方法耗时长且需要样品检测前处理的问题，而提供了一种基于表面增强拉曼散射技术牛奶中双氰胺含量的检测方法。
[0006]本发明的基于表面增强拉曼散射技术对牛奶中双氰胺含量的检测方法按以下步骤进行:
[0007]一、双氰胺拉曼特征峰的确定:通过测量双氰胺固体粉末的拉曼光谱，确定其拉曼特征峰为933CHT1;
[0008]二、纳米银溶液的制备:将硝酸银溶于超纯水中，加热至温度为80?100°C，然后加入质量浓度为I %的柠檬酸钠溶液，在温度为80?100°C下保温Ih?1.5h，自然冷却至室温，得到纳米银溶液；
[0009]所述的硝酸银的质量与超纯水的体积的比为(45?65)mg:250mL ；
[0010]所述的质量浓度为I %的柠檬酸钠溶液与超纯水的体积比为(5?10):250 ；
[0011]三、纳米银溶液的浓缩:将1mL步骤二得到的纳米银溶液在转速为9500r/min?15000r/min下离心4min?6min，离心后去除上清液，向离心后的固体物质中加入ImL?5mL的去离子水，在超声频率为30Hz?50Hz下超声震荡3min?7min，得到浓缩10/(1?5)倍的纳米银溶液；
[0012]四、关系曲线和关系方程的建立:
[0013](I)将双氰胺水溶液加入到牛奶中，配制得到4个不同梯度浓度的双氰胺的牛奶标准样，梯度变化值在l(T3g/mL?l(T4g/mL之间；
[0014](2)向步骤三得到的浓缩后的纳米银溶液中加入摩尔浓度为0.lmol/L?0.5mol/L的NaCl水溶液和摩尔浓度为0.lmol/L?0.5mol/L的NaOH水溶液，混合均匀后得到检测液，将检测液分别加入到4个容器中，然后分别向4个容器中加入步骤⑴得到的4个不同梯度浓度的双氰胺的牛奶标准样，分别混合均匀后，得到4个含不同梯度浓度的双氰胺的牛奶标准样的混合液，于4个不同梯度浓度的双氰胺的牛奶标准样的混合液中量取混合液滴加在粘有铝箔纸的玻片上，然后采用拉曼光谱仪采集光谱，得到含不同梯度浓度的双氰胺的牛奶标准样中不同浓度双氰胺的光谱图并记录含不同梯度浓度的双氰胺的牛奶标准样中不同浓度双氰胺的特征峰强度；
[0015]所述的检测液与步骤(I)得到的不同梯度浓度的双氰胺的牛奶标准样的体积比为1: (3?5);所述的检测液中浓缩10/ (I?5)倍的纳米银溶液与摩尔浓度为0.lmol/L?0.5mol/L的NaCl水溶液的体积比为4: (2?3);所述的检测液中浓缩10/(1?5)倍的纳米银溶液与摩尔浓度为0.lmol/L?0.5mol/L的NaOH水溶液的体积比为4: (2?3);所述的检测液中浓缩10/(1?5)倍的纳米银溶液与量取的混合液的体积比为4:1;
[0016](3)通过测量空白牛奶样品的拉曼光谱，确定其拉曼特征峰分别为614CHT1、652cm \701cm \866cm \933cm \ 1424cm 1459cm 1 处，选取 866cm 1 处的特征峰为参照峰，测量以步骤(I)得到的不同梯度浓度的双氰胺的牛奶标准样中双氰胺浓度为横坐标，以步骤(I)得到的不同梯度浓度的双氰胺的牛奶标准样的拉曼光谱中933cm—1与866CHT1处特征峰强度的比值为纵坐标，建立关系曲线和关系方程；
[0017]五、牛奶中双氰胺的含量的检测:取待测牛奶样品，加入步骤四(2)中所述的检测液，混合均匀后，测量其拉曼光谱特征峰，计算拉曼光谱中933cm—1与866cm—1处特征峰强度的比值，当933CHT1与866CHT1处特征峰强度的比值< 1.7时，则待测牛奶样品中双氰胺的含量< 10_4g/mL，当933CHT1与866cm―1处特征峰强度的比值> 1.7时，利用步骤四得到的关系方程计算待测牛奶样品中双氰胺的含量；
[0018]所述的待测牛奶样品与步骤四(2)得到的检测液的体积比为(3?5):1 ;
[0019]所述的检测液中浓缩10/(1?5)倍的纳米银溶液与摩尔浓度为0.lmol/L?0.5mol/L的NaCl水溶液的体积比为4: (2?3);所述的检测液中浓缩10/(1?5)倍的纳米银溶液与摩尔浓度为0.lmol/L?0.5mol/L的NaOH水溶液的体积比为4: (2?3)。
[0020]本发明的有益效果:
[0021]1、本发明对于牛奶样品中双氰胺的检测灵敏性高，同时不需大型仪器设备；
[0022]2、本发明的特点在于无需任何样品处理过程，大大简化了实验流程以及减少了实验时间，时间可缩短Ih?0.5h，真正实现了对于牛奶中双氰胺的快速现场实地检测。同其他方法相比较，既能满足对灵敏度以及准确性的要求，也能满足对检测简单便捷的要求；
[0023]3、本发明的检测方法在10_3g/mL?10_4g/mL范围内具有很好的线性度，可用于牛奶样品中双氰胺的定量检测与分析。
【附图说明】
[0024]图1为试验一步骤一中双氰胺固体粉末的拉曼光谱图；
[0025]图2为试验一步骤四(2)中含不同梯度浓度的双氰胺的牛奶标准样中不同浓度双氰胺以及步骤四(3)中空白牛奶样品的光谱图；其中a为未添加双氰胺的空白牛奶样品的拉曼光谱曲线，b为双氰胺浓度为l(T3g/mL的牛奶标准样的拉曼光谱曲线，c为双氰胺浓度为5X 10_4g/mL的牛奶标准样的拉曼光谱曲线，d为双氰胺浓度为2.5X 10_4g/mL的牛奶标准样的拉曼光谱曲线，e为双氰胺浓度为10_4g/mL的牛奶标准样的拉曼光谱曲线；
[0026]图3为试验一步骤四(3)中得到的关系曲线图。
【具体实施方式】
[0027]【具体实施方式】一:本实施方式的基于表面增强拉曼散射技术对牛奶中双氰胺含量的检测方法按以下步骤进行:
[0028]—、双氰胺拉曼特征峰的确定:通过测量双氰胺固体粉末的拉曼光谱，确定其拉曼特征峰为933CHT1;
[0029]二、纳米银溶液的制备:将硝酸银溶于超纯水中，加热至温度为80?100°C，然后加入质量浓度为I %的柠檬酸钠溶液，在温度