一种双模式快速检测食品中组胺的方法转让专利
申请号 : CN202110262209.5
文献号 : CN113049568B
文献日 : 2022-02-15
发明人 : 杨德志 , 李克相 , 李秋兰 , 杨亚玲
申请人 : 昆明理工大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种双模式快速检测食品中组胺的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)在5mL具塞比色管中加入不同浓度的组胺标准溶液、1mol/L的NaOH溶液100μL、
5mol/L 的邻苯二甲醛溶液500μL,混匀后静置5min,形成组胺衍生物;再加入50µL β‑环糊精改性的氮、锌掺杂碳点并用蒸馏水定容至5mL,涡旋混合1 2min,静置5 10min后,进行分~ ~
子荧光检测,绘制标准曲线,得到回归方程;
在5mL具塞比色管中加入不同浓度的组胺标准溶液、1mol/L的NaOH溶液100μL、5mol/L的邻苯二甲醛溶液500μL,混匀后静置5min,形成组胺衍生物;再加入50µL β‑环糊精改性的氮、锌掺杂碳点及100μL金纳米溶液,用pH4的醋酸‑醋酸钠缓冲溶液稀释至5mL,涡旋混合1~
2min,静置5 10min后,使用便携拉曼仪进行拉曼光谱检测,绘制标准曲线,得到回归方程;
~
根据组胺及组胺衍生物的分子结构和拉曼峰位归属,以及组胺浓度与峰面积的线性关系,‑1 ‑1 ‑1
确定480cm 、1140cm 及1358cm 处的特征峰作为表面增强拉曼散射检测组胺的判别依据;
(2)样品处理
奶酪样品:将捣碎的1 5g奶酪样品放入5 10mL 0.1mol/L 盐酸溶液中,混合均匀,放入~ ~
微波炉中,500MHz功率下处理3min,完成酸解,冷却后,转移到离心管中,加入Carrez溶液Ⅰ和Carrez溶液Ⅱ各0.5mL去除蛋白,涡旋混合1min,离心5min,取出上清液,待测;Carrez溶液Ⅰ是将10.6g六铁氰化钾溶解于100mL去离子水中制得;Carrez溶液Ⅱ是在29.9g乙酸锌、
3mL乙酸中添加去离子水至100mL制得;
鱿鱼及香肠样品:准确称取匀浆后的鱿鱼或香肠样品10g,置于100mL具塞锥形瓶中,加入20mL 5%三氯乙酸溶液,振荡提取30min,转移至50mL具塞离心管中,5000r/min离心
10min,转移上清液至50mL容量瓶中,残渣用20mL 5%三氯乙酸溶液再提取一次,合并上清液,用5%三氯乙酸稀释至刻度,得提取液;移取提取液10mL于25mL 具塞试管中,加入0.5g氯化钠涡旋振荡至氯化钠完全溶解后加入10mL正己烷,涡旋振荡5min,静置分层后弃去上层有机相,下层试样溶液加入10mL正己烷再除脂一次,得待测溶液;
(3)样品测定:
样品分子荧光测定:在5mL具塞比色管中,加入步骤(2)待测溶液2mL,加入1mol/L的NaOH溶液100μL、5mol/L的邻苯二甲醛溶液500μL,混匀后静置5min,形成组胺衍生物,再加入50µL β‑环糊精改性的氮、锌掺杂碳点并用蒸馏水定容至5mL,涡旋混合1 2min,静置5~ ~
10min后,进行分子荧光检测;
样品表面增强拉曼散射测定:在5mL具塞比色管中,加入步骤(2)待测溶液2mL,加入
1mol/L的NaOH溶液100μL、5mol/L 邻苯二甲醛溶液500μL,混匀后静置5min,形成组胺衍生物;再加入50µL β‑环糊精改性的氮、锌掺杂碳点及100μL金纳米溶液,用pH4的醋酸‑醋酸钠‑1 ‑1 ‑1
缓冲溶液稀释至刻度,涡旋混合1 2min,静置5 10min后,在480cm 、1140cm 及1358cm 处~ ~
进行表面增强拉曼散射检测;
所述β‑环糊精改性的氮、锌掺杂碳点的制备方法如下:(1)氮、锌掺杂碳点的制备:称取1g柠檬酸及0.2 0.5g乙酸锌,溶于25 40mL超纯水中,~ ~
混合均匀后,加入2.5 3.0mL乙二胺,超声10 20min,并转移至聚四氟乙烯反应罐,在850W、~ ~
150℃下微波消解30 40min,自然冷却后,先用孔径为0.22μm滤膜过滤后,再用截留分子量~
为3000Da 的透析袋进行透析处理24h,得到水溶性氮、锌掺杂碳点N,Zn‑CDs;
(2)β‑环糊精改性的氮、锌掺杂碳点的制备:在氮、锌掺杂碳点8 10mL中添加pH4醋酸‑~
醋酸钠缓冲溶液7 10mL,混合均匀,加入0.5g 1‑乙基‑3‑(3‑(二甲氨基)丙基)碳二亚胺盐~
酸盐及0.5g N‑羟基硫代琥珀酰亚胺,室温反应40 60min;然后加入0.2 0.05g的单(6‑氨~ ~
基‑6‑去氧)‑β‑环糊精,80℃水浴搅拌反应20‑24h,将溶液过3000‑3500Da透析膜透析24h,移出未反应的NHS、EDC·HCl、β‑CD及其他副产物,制得β‑环糊精改性的氮、锌掺杂碳点β‑CD‑N,Zn‑CDs。
2.根据权利要求1所述的双模式快速检测食品中组胺的方法,其特征在于,金纳米溶液的制备如下:将2.2mmol/L柠檬酸溶液150mL加入到带冷凝器的三口烧瓶中,100℃下搅拌
15min后,加入25mmol/L氯金酸溶液1mL,回流下搅拌10min,溶液颜色逐渐由黄色变为蓝灰色再变为浅粉色,溶液冷却至90℃,加入60mmol/L柠檬酸溶液1mL及25mmol/L氯金酸溶液
1mL,回流下搅拌30min,溶液变酒红色,冷却至90℃,加入60mmol/L柠檬酸溶液1mL及
25mmol/L氯金酸溶液1mL,回流下搅拌30min,颜色加深,将溶液立即在冰水浴中冷却至室温,得到金纳米溶液。
3.根据权利要求1所述的双模式快速检测食品中组胺的方法,其特征在于:分子荧光检测的最大激发波长为376nm,最大发射波长为448nm。
4.根据权利要求1所述的双模式快速检测食品中组胺的方法,其特征在于:拉曼光谱检测在785nm激发光、激光功率500mW、扫描10s的条件下进行。
说明书 :
一种双模式快速检测食品中组胺的方法
技术领域
背景技术
成一定影响。因此建立检测食品中组胺含量的快速、灵敏、简单的方法很有意义。目前,食品
中组胺的测定方法有生物学法、薄层层析法、液相色谱法、荧光法、分光光度法等。
境保护、食品监测、试样痕量分析等方面应用广泛。
面效应、良好的电子传导性能、特殊的尺寸效应,使其在SERS分析中的得以广泛应用。利用
碳点为荧光探针进行种类物质检测的报道层出不穷,大多数是基于目标物对荧光碳点产生
猝灭作用建立的方法,也有少数是基于荧光增敏建立的方法。相较淬灭型探针,增强型荧光
探针具有诸多优点,如干扰相对较少、检出限相对较低、能减少假阳性信号的产生并降低暗
背景的干扰。利用金属掺杂、环糊精改性碳点与组胺荧光衍生物形成更大结构的刚性平面,
导致荧光增强。而金纳米起到双重作用,一是作为拉曼增强剂,使拉曼光谱信号增强,同时
又是荧光猝灭剂,将碳点与组胺荧光衍生物的荧光猝灭,提高拉曼检测信号,目前未见与本
发明相关的报道。
发明内容
锌掺杂碳点(β‑CD‑N,Zn‑CDs)产生荧光增敏,加入金纳米后,进行表面增强拉曼散射(SERS)
检测,经过β‑CD‑N,Zn‑CDs增强后的组胺衍生物的拉曼散射信号得到很大提高,而荧光强度
大大降低,金纳米起到了拉曼增强和荧光猝灭的双重作用,为此建立了组胺的SERS及荧光
双模式检测方法;将本方法应用于食品中组胺的检测分析,结果与GB5009.208‑2016 食品
安全国家标准食品中生物胺的测定方法相符;本发明方法只有组胺衍生物选择性增强碳点
荧光强度,而其他生物胺却无此现象,在SERS及荧光检测中,也只有组胺产生荧光及拉曼信
号增强,方法具有灵敏度高、特异性强、操作简单、快速等特点。
精改性的氮、锌掺杂碳点并用蒸馏水定容至5mL,涡旋混合1 2min,静置5 10min后,进行分
~ ~
子荧光检测,绘制标准曲线,得到回归方程;
精改性的氮、锌掺杂碳点及100μL金纳米溶液,用pH4的醋酸‑醋酸钠缓冲溶液稀释至5mL,涡
旋混合1 2min,静置5 10min后,使用便携拉曼仪进行拉曼光谱检测,绘制标准曲线,得到回
~ ~
归方程,根据组胺及组胺衍生物的分子结构和拉曼峰位归属,以及组胺浓度与峰面积的线
‑1 ‑1 ‑1
性关系,确定480cm 、1140cm 及1358cm 处的特征峰作为表面增强拉曼散射(SERS)检测组
胺的判别依据;
溶液的表面增强拉曼散射光谱特征峰有316cm 、480cm 、941cm 、1100cm 、1140cm 和
‑1
1358 cm 峰;
入微波炉中,500MHz功率下处理3min,完成酸解,冷却后,转移到离心管中,加入Carrez溶液
Ⅰ和CarrezⅡ溶液各0.5mL去除蛋白,涡旋混合1min,离心5min,取出上清液,待测;
物,再加入50µL β‑环糊精改性的氮、锌掺杂碳点并用蒸馏水定容至5mL,涡旋混合1 2min,
~
静置5 10min后,进行分子荧光检测;
~
衍生物;再加入50µL β‑环糊精改性的氮、锌掺杂碳点及100μL金纳米溶液,用pH4的醋酸‑醋
‑1 ‑1
酸钠缓冲溶液稀释至刻度,涡旋混合1 2min,静置5 10min后,在480cm 、1140cm 及1358cm
~ ~
‑1
处进行表面增强拉曼散射检测。
40mL超纯水中,混合均匀后,加入2.5 3.0mL乙二胺,超声10 20min,并转移至聚四氟乙烯反
~ ~
应罐,在850W、150℃下微波消解30 40min,自然冷却后,先用孔径为0.22μm滤膜过滤后,再
~
用截留分子量为3000Da 的透析袋进行透析处理24h,得到水溶性氮、锌掺杂碳点N,Zn‑CDs;
10mL中添加pH4醋酸‑醋酸钠缓冲溶液7 10mL,混合均匀,加入0.5g 1‑乙基‑3‑(3‑(二甲氨
~
基)丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC·HCl)及0.5g N‑羟基硫代琥珀酰亚胺(NHS),室温反应40
~
60min;然后加入0.05g 0.2的单(6‑氨基‑6‑去氧)‑β‑环糊精(β‑CD),80℃水浴搅拌反应20‑
~
24h,将溶液过3000‑3500Da透析膜透析24h,移出未反应的NHS、EDC·HCl、β‑CD及其他副产
物,制得β‑环糊精改性的氮、锌掺杂碳点β‑CD‑N,Zn‑CDs。
色逐渐由黄色变为蓝灰色再变为浅粉色,溶液冷却至90℃,加入60mmol/L柠檬酸溶液1mL及
25mmol/L氯金酸溶液1mL,回流下搅拌30min,溶液变酒红色,冷却至90℃,加入60mmol/L柠
檬酸溶液1mL及25mmol/L氯金酸溶液1mL,回流下搅拌30min,颜色加深,将溶液立即在冰水
浴中冷却至室温,得到金纳米溶液。
强,拉曼散射强度得到很大提高,同时有新的特征峰出现,由此建立组胺荧光、SERS双模式
检测新方法;
测;
附图说明
具体实施方式
150℃下微波消解30min,自然冷却后,先用孔径为0.22μm滤膜过滤后,用截留分子量为
3000Da 的透析袋进行透析处理24h,得到水溶性N,Zn‑CDs;
基)丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC· HCl)及0.5g N‑羟基硫代琥珀酰亚胺(NHS),室温反应40
min;然后加入0.1g的单(6‑氨基‑6‑去氧)‑β‑环糊精(β‑CD),80℃水浴搅拌反应20h,将溶液
过3000Da透析膜透析24h,移出未反应的NHS、EDC·HCl、β‑CD及其他副产物,制得β‑CD‑N,
Zn‑CDs;
色再变为浅粉色,溶液冷却至90℃,加入60mmol/L柠檬酸溶液1mL及25mmol/L氯金酸溶液
1mL,回流下搅拌30min,溶液变酒红色,冷却至90℃,加入60mmol/L柠檬酸溶液1mL及
25mmol/L氯金酸溶液1mL,回流下搅拌30min,颜色加深,将溶液立即在冰水浴中冷却至室
温,得到金纳米溶液;
生物,再加入50µL β‑环糊精改性的氮、锌掺杂碳点并用蒸馏水定容至5mL,其中组胺浓度为
5、50、100、200、300、400、500和600mg/L;涡旋混合1min钟,静置5min后,在最大激发波长为
376nm,最大发射波长为448nm下进行荧光光谱测定,得到线性回归方程,见表1、图1及图2;
加入50µL β‑环糊精改性的氮、锌掺杂碳点及100μL金纳米溶液,用pH4的醋酸‑醋酸钠缓冲
溶液稀释至5mL刻度,其中组胺浓度为25、50、100、200、300、400、500和600mg/L,涡旋混合
1min,静置5min后,在785nm激发光、激光功率500mW下扫描10s,使用便携拉曼仪对待检测液
进行拉曼光谱检测;
物+β‑CD‑N,Zn‑CDs+AuNPs体系的SERS谱图中观察到316cm 、480cm 、941cm 、1100cm 、
‑1 ‑1
1140cm 和1358cm 处的 SERS特征峰,组胺及组胺衍生物的分子结构和拉曼峰位归属,确
‑1 ‑1 ‑1
定480cm 、1140cm 及1358cm 处的特征峰可作为 SERS光谱检测组胺的判别依据;组胺的
SERS谱中特征峰峰强随标准溶液浓度(25、50、100、200、300、400、500和600mg/L)而变化,得
到线性回归方程,见表1及图6、图7。
液Ⅰ和CarrezⅡ溶液各0.5mL去除蛋白,涡旋混合1min,4000r/min离心5min,取出上清液,待
测;
物;再加入50µL β‑环糊精改性的氮、锌掺杂碳点并用蒸馏水定容至5mL,涡旋混合1min,静
置5min后,进行分子荧光检测,结果见表2;
物;再加入50µL β‑环糊精改性的氮、锌掺杂碳点及100μL金纳米溶液,用pH 4的醋酸‑醋酸
‑1 ‑1 ‑1
钠缓冲溶液稀释至5mL刻度,涡旋混合1min,静置5min,在480cm 、1140cm 及1358 cm 处进
行SERS检测,检测结果为50mg/kg。
‑1 ‑1 ‑1
检出限确定时,组胺的浓度为35 mg/kg时,480 cm 、1140 cm 及1358 cm 的特征峰仍能明
显识别,当浓度低至 10mg/kg 时,所得的SRES光谱与奶酪空白的相似。实验结果表明,该检
测方法对奶酪中组胺的检出限低于35 mg/kg,实验重现较好。两种方法测定的结果一致。
CDs只能选择性识别组胺荧光衍生物,其他生物胺没有此荧光增敏现象,方法具有好的选择
特异性;
系的作用,明显观察到金纳米对荧光体系的猝灭作用及对SERS检测的信号增强作用,同时
通过对不同体系考察,结果表明,在组胺衍生物+β‑CD‑N,Zn‑CDs+AuNPs体系有最强的SERS
信号,且有新的特征峰出现,见图4、图5。
150℃下微波消解35min,自然冷却后,先用孔径为0.22μm滤膜过滤后,用截留分子量为
3000Da 的透析袋进行透析处理24h,得到水溶性N,Zn‑CDs;
基)丙基)碳二亚胺盐酸盐(EDC· HCl)及0.5g N‑羟基硫代琥珀酰亚胺(NHS),室温反应
50min;然后加入0.2g的单(6‑氨基‑6‑去氧)‑β‑环糊精(β‑CD),80℃水浴搅拌反应22h,将溶
液过3500Da透析膜透析24h,移出未反应的NHS、EDC·HCl、β‑CD及其他副产物,制得β‑CD‑N,
Zn‑CDs;
中,5000r/min离心10min,转移上清液至50mL容量瓶中,残渣用20mL 5%三氯乙酸溶液再提
取一次,合并上清液,用5%三氯乙酸稀释至刻度,得提取液;移取提取液10mL于25mL 具塞试
管中,加入0. 5g氯化钠涡旋振荡至氯化钠完全溶解后加入10mL正己烷,涡旋振荡5min,静
置分层后弃去上层有机相,下层试样溶液加入10mL正己烷再除脂一次,得待测液;